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1. 폐쇄형 헤드를 사용한 스프링클러설비 끝부분의 배관중 K점에 필요한 압력수의 수압을 다음 조건을 이용하여 구하시오.

      [11점] ★★★★★

 

[조건]

① 직관 마찰손실수두 (100m당)

                                                                                                                                                                  (단위 : m)

개수
유 량
25 A
32 A
40 A
50 A
1
80 ℓ/min
39.82
11.38
5.40
1.68
2
160 ℓ/min
150.42
42.84
20.29
6.32
3
240 ℓ/min
307.77
87.66
41.51
12.93
4
320 ℓ/min
521.92
148.66
70.40
21.93
5
400 ℓ/min
789.04
224.75
106.31
32.99
6
480 ℓ/min
-
321.55
152.26
47.43

② 관이음쇠 및 마찰손실에 해당하는 직관길이

구분
25 A
32 A
40 A
50 A
엘보 (90°)
0.9
1.2
1.5
2.1
리듀서
0.54
0.72
0.9
1.2
티(직류)
0.27
0.36
0.45
0.6
티(분류)
1.5
1.8
2.1
3.0

   ※티는 직류티만 사용한다.

  ③ 헤드 나사는 PT ½ (15A) 기준으로 한다.

  ④ 헤드 방사압은 0.1 [MPa] 기준으로 한다.

  ⑤ 수압산정에 필요한 계산과정을 상세히 명시할 것

구간
마찰손실수두
A ~ B
​
B ~ C
​
C ~ J
​
J ~ K
​

   ※ 위 표는 별도로 작성한다.

 가. 배관 및 관부속품의 마찰손실수두 [m]를 구하시오

 나. 위치수두 [m]를 구하시오.

 다. F점에 필요한 압력 P [MPa]를 구하시오. (단, 소수점 세째자리까지 구하여 답하시오.)

[문제풀이]

 가. 배관 및 관부속품의 마찰손실수두 [m]

구간
마찰손실수두
A ~ B
5.74 × 39.82 / 100 = 3.285 ≒ 2.29 m
B ~ C
2.27 × 150.42 / 100 = 3.411 ≒ 3.41 m
C ~ J
6.58 × 87.60 / 100 = 5.77 m
J ~ K
3.8 × 47.43 / 100 = 1.802 ≒ 1.8 m

   ∴ h1 = 2.29 + 3.41 + 5.77 + 1.8 = 13.27 m

 나. 위치수두 [m]

     h2 = 0.1 + 0.1 - 0.3 = - 0.1

다. F지점의 방수압은 ?

    P = 0.1327 [MPa] + (-0.001[MPa]) + 0.1 [MPa] = 0.2317 ≒ 0.232 [MPa]

[해설] 폐쇄형 스프링클러설비

   필요한 압력

    P = P1 + P2 + 0.1 [MPa]

        여기서, P : 필요한 압력 [MPa]

                     P1 : 배관 및 관부속품 마찰손실수두압 [MPa]

                     P2 : 낙차의 환산수두압 [MPa]

                     0.1 : 스프링클러설비 규정 방수압력 [MPa]

가. 배관 및 관부속품의 마찰손실수두 (h1)

구간
호칭
구경 A
유량
ℓ/min
직관및등가길이 [m]
100m당
마찰손실
마찰손실수두[m]
K~J
50
480
◈ 직관 : 2m
◈ 관부속품
  ⊙ 티(직류) : 1개 × 0.6 = 0.6 m
  ⊙ 리듀서(50×32A) 1개 × 1.2=1.2m
◈ 소계 : 3.8 m
47.43 /100
헤드 6개
3.8×47.47/100
=1.802 ≒ 1.8m
J~C
32
240
◈ 직관 : 2 + 0.1 + 1 = 3.1 m
◈ 관부속품
  ⊙ 엘보(90°) 2개 × 1.2 = 2.4 m
  ⊙ 리듀서 (32×25A) : 1개 × 0.72  = 0.72 m
◈ 소계 : 6.28 m
87.66 /100
헤드 3개
6.28×87.66/100
=5.768 ≒ 5.77m
C~B
25
160
◈ 직관 2m
◈ 관부속품
  ⊙ 티(분류) 1개 × 0.27 = 0.27 m
◈ 소계 : 2.27 m
150.42/ 100
헤드 2개
2.27×150.42/100
=3.414 ≒ 3.41m
B~A
25
80
◈ 직관 : 2 + 0.1 + 0.1 + 0.3  = 2.5 m
◈ 관부속품
  ⊙ 엘보(90°) : 3개 × 0.9 = 2.7 m
  ⊙ 리듀서 (25×15A) 1개 × 0.54  = 0.54 m
◈ 소계 : 5.74 m
39.82/100
헤드 1개
5.74 × 39.82/100
=2.29 m

​

2. 폐쇄형 헤드를 사용한 스프링클러설비의 말단 배관 중 K점에 필요한 압력수의 수압을 다음 조건을 참조하여 구하시오.

    (단, 모든 헤드는 80 [ℓ/min]으로 방사되는 기준이고, 티의 사양은 분류되기 전 배관과 동일한 사양으로 적용한다. 또한

    티에서 마찰손실수두는 분류되는 유량이 큰 방향의 값을 적용하며 동일한 분류량인 경우는 직류티 값을 적용한다.

    그리고 가재배관 말단과 교차배관 말단은 엘보를 설치하며, 리듀서의 마찰손실은 큰구경을 기준으로 적용한다.

    [12점] ★★★★★

 

[조건]

① 마찰손실수두 (100m 당)

개수
유 량
25 A
32 A
40 A
50 A
1
80 ℓ/min
39.82
11.38
5.40
1.68
2
160 ℓ/min
150.42
42.84
20.29
6.32
3
240 ℓ/min
307.77
87.66
41.51
12.93
4
320 ℓ/min
521.92
148.66
70.40
21.93
5
400 ℓ/min
789.04
224.75
106.31
32.99
6
480 ℓ/min
-
321.55
152.26
47.43

② 관 이음쇠 및 마찰손실에 해당하는 직관길이

구분
25 A
32 A
40 A
50 A
엘보 (90°)
0.9
1.2
1.5
2.1
리듀서
0.54
0.72
0.9
1.2
티(직류)
0.27
0.36
0.45
0.6
티(분류)
1.5
1.8
2.1
3.0

③ 헤드 나사는 PT ½ (15A) 기준으로 한다. (리듀서를 적용한다.)

④ 수압산정에 필요한 계산과정을 상세히 명시할 것.

​

가. 배관 마찰손실수두[m]를 구하시오. (단, 다음의 표에 따라 각 구간의 소요수두를 구하고 이를 합산하여 총 마찰손실수두

      를 구한다.)

 
구간
배관크기
소요수두
말단헤드 A ~ B
25 A
​
B ~ C
25 A
​
C ~ J
32 A
​
J ~ K
50 A
​
총 마찰손실 수두
​

나. 헤드선단의 낙차수두 [m]를 구하시오.

다. 헤드선단의 최소 방수압력 [MPa]을 구하시오.

라. K점의 최소 요구 압력 [KPa]을 구하시오.

​

[답안작성]

가. 배관의 마찰손실수두 [m]

구간
배관크기
소 요 수 두
말단헤드
A ~ B
25 A
◈ 직관 : 2 + 0.1 + 0.1 + 0.3 = 2.5 m
◈ 관부속품
  ⊙ 엘보 (90°) : 3개 × 0.9 = 2.7 m
  ⊙ 리듀서 (25×15A) : 1개 × 0.54 = 0.54 m
◈ 소계 : 5.74 m
◈ 소요수두 : 5.74 × 39.82 / 100 = 2.285 ≒ 2.29 m
B ~ C
25 A
◈ 직관 : 2 m
◈ 관 부속품
   ⊙ 티(직류) (25×25×25A) : 1개 × 0.27 = 0.27 m
◈ 소계 : 2.27 m
◈ 소요수두 : 2.27 × 150.42 / 100 = 3.413 ≒ 3.41 m
C ~ J
32 A
◈ 직관 : 2 + 0.1 + 1 = 3.1 m
◈ 관부속품
   ⊙ 엘보 (90°) : 2개 × 1.2 = 2.4 m
   ⊙ 티(분류) (32×32×25A) : 1개 × 1.8 = 1.8m
   ⊙ 리듀서 (32×25A) : 1개 × 0.72 = 0.72 m
◈ 소계 : 8.02 m
◈ 소요수두 : 8.02 × 87.66 / 100 = 7.03 m
J ~ K
50 A
◈ 직관 : 2m
◈ 관부속품
   ⊙ 티 (분류) (50×50×32A) : 1개 × 3 = 3 m
   ⊙ 리듀서 (50×32A) : 1개 × 1.2 = 1.2 m
◈ 소계 : 6.2 m
◈ 소요수두 : 6.2 × 47.43 / 100 = 2.94 m
총 마찰손실수두
2.29 + 3.41 + 7.03 + 2.94 = 15.67 m

나. 헤드 선단의 낙차수두 [m]

     헤드선단의 낙차수두 : 0.1 + 0.1 - 0.3 = - 0.1 m

다. 헤드의 방수압력 : 0.1 [MPa]

라. K지점의 방수압력 [kPa]

    ▣ 마찰손실압력수두 h1 = 2.29 + 3.41 + 7.03 + 2.94 = 15.67 m

    ▣ 낙차수두 h2 = - 0. 1 m

    ▣ 방수압력수두 H = 15.67 + (- 0.1) + 10 = 25.57 m

    ∴ 방수압력 P = 0.1567 + (-0.001) + (0.1) = 0.2557 [MPa] = 255.7 [kPa]

[해설] 폐쇄형 스프링클러 설비

  필요압력

    P = P1 + P2 + 0.1 [MPa]

    여기서, P : 필요한 압력 [MPa]

                 P1 : 배관 및 관부속품 마찰손실수두압 [MPa]

                 P2 : 낙차의 환산수두압 [MPa]

                 0.1 : 스프링클러설비 규정 방수압력 [MPa]

​

3. 폐쇄형 헤드를 사용한 스프링클러설비 끝 부분의 배관 중 K점에 필요한 압력수의 수압을 다음 조건을 이용하여

     구하시오. [10점] ★★★★★

 

[조건]

  ① 직관 마찰손실수두 [10m당]

                                                                                                                                                                  (단위 : m)

개수
유 량
25 A
32 A
40 A
50 A
1
80 ℓ/min
39.82
11.38
5.40
1.68
2
160 ℓ/min
150.42
42.84
20.29
6.32
3
240 ℓ/min
307.77
87.66
41.51
12.93
4
320 ℓ/min
521.92
148.66
70.40
21.93
5
400 ℓ/min
789.04
224.75
106.31
32.99
6
480 ℓ/min
-
321.55
152.26
47.43

  ② 관이음쇠 및 마찰손실에 해당하는 직관 길이

구분
25 A
32 A
40 A
50 A
엘보 (90°)
0.9
1.2
1.5
2.1
리듀서
0.54
0.72
0.9
1.2
티(직류)
0.27
0.36
0.45
0.6
티(분류)
1.5
1.8
2.1
3.0

   ※ 티는 직류티만 사용한다.

  ③ 헤드의 나사는 PT ½ (15A) 기준으로 한다.

  ④ 헤드 방사압은 0.1 [MPa] 기준으로 한다.

  ⑤ 수압산정에 필요한 계산과정은 상세히 명시할 것

구간
마찰손실수두
A ~ B
​
B ~ C
​
C ~ J
​
J ~ K
​

  ※ 위 표는 별도로 작성한다.

  가. 배관 및 관부속품의 마찰손실수두 [m]를 구하시오.

  나. 위치수두 [m]를 구하시오.

  다. K점에 필요한 압력 P [MPa]를 구하시오. (단, 소수점 셋째 자리까지 구하여 답하시오.)

[답안작성]

  가. 배관 및 관부속품의 마찰손실수두 [m]

구간
마찰손실수두
A ~ B
5.74 × 39.82 / 10 = 22.856 ≒ 22.86 m
B ~ C
2.27 × 150.42 / 10 = 34.145 ≒ 34.15 m
C ~ J
6.54 × 87.66 / 10 = 57.33 m
J ~ K
3.8 × 47.43 / 10 = 18.023 ≒ 18.02 m

    마찰압력손실수두 h1 = 22.86+34.15+57.33+18.02 = 132.71 m

나. 위치수두 h2 = 0.1 + 0.1 + (-0.3) = - 0.1 m

다. K점에 필요한 압력 [MPa]

    필요한 압력 P = 1.3271 + ( - 0.001) + 0.1 = 1.4261 ≒ 1.42 [MPa]

​

4. 다음 그림과 같이 폐쇄형 헤드를 사용한 스프링클러설비의 말단 배관 중 K점에 필요한 압력수의 수압을 조건을 참조하

     여 구하시오. [12점] ★★★★★

 

[조건]

  ① 직관의 마찰손실수두 (100m당)

                                                                                                                                                         (단위 : m)

개수
유 량
25 A
32 A
40 A
50 A
1
80 ℓ/min
39.82
11.38
5.40
1.68
2
160 ℓ/min
150.42
42.84
20.29
6.32
3
240 ℓ/min
307.77
87.66
41.51
12.93
4
320 ℓ/min
521.92
148.66
70.40
21.93
5
400 ℓ/min
789.04
224.75
106.31
32.99
6
480 ℓ/min
-
321.55
152.26
47.43

  ② 관이음쇠 및 마찰손실에 해당하는 직관 길이

구분
25 A
32 A
40 A
50 A
엘보 (90°)
0.9
1.2
1.5
2.1
리듀서
0.54
0.72
0.9
1.2
티(직류)
0.27
0.36
0.45
0.6
티(분류)
1.5
1.8
2.1
3.0

  ③ 관이음쇠 및 마찰손실에 해당하는 직관길이 산출시 호칭구경 큰 쪽에 따른다.

  ④ 직류방향과 분류방향이 같은 크기의 분류량(구경)일 때 티는 직류로 계산한다.

  ⑤ 헤드 나사는 ½ (15A) 기준으로 한다.

  ⑥ 헤드방사압은 0.1 [MPa] 기준으로 한다.

가. 수압산정에 필요한 계산과정을 상세히 명시하여 다음표를 작성하시오.

구간
마찰손실수두
A ~ B
​
B ~ C
​
C ~ J
​
J ~ K
​

  나. 위치수두 [m]를 구하시오.

  다. 방사요구압력수두 [m]를 구하시오.

  라. 총소요수두 [m]와 K점에 필요한 방수압 [MPa]을 구하시오.

    ① 총 소요수두를 구하시오.

    ② K점에 필요한 방수압을 구하시오.

[답안작성]

  가. 수압산정에 필요한 계산과정 표로 작성

구간
마찰손실수두
A ~ B
5.74 × 39.82 / 100 = 3.285 ≒ 2.29 m
B ~ C
2.27 × 150.42 / 100 = 3.414 ≒ 3.41 m
C ~ J
8.02 × 87.60 / 100 = 7.03 m
J ~ K
6.2 × 47.43 / 100 = 2.94 m

  나. 위치수두 [m]

    ▣ 위치수두 h2 = 0.1 + 0.1 - 0.3 = - 0.1 [m]

  다. 방사요구압력수두 [m] : 10 [m] ☜ 0.1 [MPa] 환산수두

  라. 총소요수두[m]와 K점에 필요한 방수압 [MPa]

   ① 총소요수두 [m]

     ㉠ 마찰손실수두 h1 = 2.29 + 3.41 + 7.03 + 2.94 = 15.67 m

     ㉡ 위치수두 h2 : - 0.1 m

     ∴ 총소요수두 H = h1 + h2 + 10 = 15.67 + (-0.1) + 10 = 25.57 m

  ② K점에 필요한 방수압 [MPa]

     P = 0.1567 + (-0.001) + 0.1 = 0.2567 ≒ 0.26 [MPa]

[해설] 폐쇄형 스프링클러설비

  필요한 압력 P = P1 + P2 + 0.1 [MPa]

            여기서, P : 필요한 압력 [MPa]

                        P1 : 배관 및 관부속품 마찰손실수두압 [MPa]

                        P2 : 낙차의 환산수두압 [MPa]

                        0.1 : 스프링클러설비 규정 방수압력 [MPa]

  ▣ 배관 및 관부속품 마찰손실수두 (h1)

구간
호칭
구경 A
유량
ℓ/min
직관및등가길이 [m]
100m당
마찰손실
마찰손실수두[m]
K~J
50
480
◈ 직관 : 2m
◈ 관부속품
  ⊙ 티(분류)(50×50×32A) : 1개 × 3 = 3 m
  ⊙ 리듀서(50×32A) : 1개 × 1.2  =1.2m
◈ 소계 : 6.2 m
47.43 /100
헤드 6개
6.2 × 47.43 /100
= 2.91
J~C
32
240
◈ 직관 : 2 + 0.1 + 1 = 3.1 m
◈ 관부속품
  ⊙ 엘보(90°) 2개 × 1.2 = 2.4 m
  ⊙ 티(분류)(32×32×25) : 1 × 1.8 = 1.8
  ⊙ 리듀서 (32×25A) : 1개 × 0.72  = 0.72 m
◈ 소계 : 8.02 m
87.66 /100
헤드 3개
8.02×87.66/100
=7.03m
C~B
25
160
◈ 직관 2m
◈ 관부속품
  ⊙ 티(직류) 1개 × 0.27 = 0.27 m
◈ 소계 : 2.27 m
150.42 / 100
헤드 2개
2.27×150.42/100
=3.414 ≒ 3.41m
B~A
25
80
◈ 직관 : 2 + 0.1 + 0.1 + 0.3 = 2.5 m
◈ 관부속품
  ⊙ 엘보(90°) : 3개 × 0.9 = 2.7 m
  ⊙ 리듀서 (25×15A) 1개 × 0.54  = 0.54 m
◈ 소계 : 5.74 m
39.82 /100
헤드 1개
5.74 × 39.82/100
=2.29 m
합계
15.67 m

5. 다음 도면과 주어진 조건을 참고하여 각 물음에 답하시오. [16점] ★★★★★

          (출제 안된지 10년 넘었음)

[조건]

  ① 주어지지 않은 조건은 무시할 것

  ② 직류 Tee 및 리듀서는 무시할 것

  ③ 다음의 하젠 - 윌리엄스의 공식을 이용할 것​

          여기서, △Pm : 배관 1m당 마찰손실압력 [MPa]

                        Q : 유량 [ℓ / min]

                        C : 조도 [120]

                         D : 관경 [㎜]

 

  ① 배관의 호칭구경별 안지름은 다음과 같다.

                                                           < 배관의 호칭구경별 안지름 [㎜]>

호칭구경
25
32
40
50
65
80
100
내경
28
36
42
53
66
79
103

[조건]

  ① 관이음쇠 및 밸브류 등의 마찰손실에 상당하는 직관의 길이는 다음과 같다.

                                          <관이음쇠 및 밸브류 등의 마찰손실에 상당하는 직관 길이 [m]>

관이음쇠 및 밸브
의 호칭경[㎜]
90 ˚ 엘보
90˚티(측류)
알람체크밸브
게이트밸브
체크밸브
25
0.9
0.27
4.5
0.18
4.5
32
1.2
0.36
5.4
0.24
5.4
40
1.8
0.54
6.2
0.32
6.8
50
2.1
0.6
8.4
0.39
8.4
65
2.4
0.75
10.2
0.48
10.2
100
4.2
1.2
16.5
0.81
16.5

가. 각 배관의 관경에 따라 다음 빈칸을 채우시오.

관경[㎜]
산 출 근 거
상당 관 길이 [m]
25
​
​
32
​
​
40
​
​
50
​
​
65
​
​
100
​
​

나. 다음 표 안의 ( )안을 채우시오.

관경[㎜]
관 마찰손실압 [MPa]
25
(        ) × 10-7 × Q2
32
(         ) × 10-8 × Q2
40
(         ) × 10-8 × Q2
50
(         ) × 10-9 × Q2
65
(         ) × 10-9 × Q2
100
(         ) × 10-9 × Q2

  다. A점 헤드에서 고가수조까지의 낙차 [m]를 구하시오.

  라. A점 헤드의 분당 방수량 [ℓ/min]을 구하시오. (단, 방출계수는 80이다.)

[답안작성]

  가. 각 배관의 관경에 따른 상당관길이 [m

관경[㎜]
산 출 근 거
상당 관 길이 [m]
25
◈ 직관 : 3.5 + 3.5 = 7 m
◈ 관부속품
  ⊙ 90˚ 엘보(25A) : 1개 × 0.9 = 0.9
7+0.9=7.9m
32
◈ 직관 : 3m
3 m
40
◈ 직관 : 3 + 0.6 = 3.6 m
◈ 관부속품
  ⊙ 90˚ 엘보 (32A) : 1개 ×1.8 =1.8m
3.6 +1.8 = 5.4 m
50
◈ 직관 : 3.5 m
3.5 m
65
◈ 직관 : 3.5 + 3.5 =7 m
7 m
100
◈ 직관 : 2+1+45+1.5+0.6+1.2+2 = 53.3 m
◈ 관 부속품
  ⊙ 90˚ 엘보 : 4개 × 4.2 = 16.8 m
  ⊙ 게이트밸브 : 2개 × 0.81 =1.61 m
  ⊙ 알람체크밸브 : 1개 × 16.5 = 16.5 m
  ⊙ 체크밸브 : 1개 × 16.5 = 16.5 m
53.3+16.8+1.61+16.5
+16.5 = 104.71 m

나. 다음 괄호안을 채우시오

관경[㎜]
관 마찰손실압 [MPa]
25
( 19.13 ) × 10-7 × Q2
32
( 20.67 ) × 10-8 × Q2
40
( 16.9 ) × 10-8 × Q2
50
( 34.87 ) × 10-9 × Q2
65
( 23.29 ) × 10-9 × Q2
100
( 43.43 ) × 10-9 × Q2

  다. A점 헤드에서 고가수조까지의 낙차 [m]

      h2 = 45 - 2 - 0.6 - 1.2 = 41.2 m

라. A점 헤드의 분당 방수량 [ℓ/min]을 구하시오. (단, 방출계수는 80이다.)​

#스프링클러 #헤드 #방수압 #마찰손실수두 #고가수조 #낙차 #위치수두 #리듀서 #엘보

#분류티 #직류티 #알람체크밸브 #체크밸브 #개폐밸브 #관이음쇠 #마찰손실

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1. 다음 그림과 같이 고가수조 방식으로 스프링클러설비를 설치하였다. 각 물음에 답하시오. [10점] ★★★★★

 

가. 가장 높은 층의 말단 헤드 A까지의 낙차가 15m이고 배관의 마찰손실압력은 0.04[MPa] 일 때 방수압력 [MPa]을

      구하시오.

나. (가)에서 A헤드의 방수압력이 0.12 [MPa]이 되게 하려면 수조는 기존의 높이 보다 몇 m 를 올려야 하는가 ? (단, 배관의

      마찰손실압력은 0.04[MPa]는 일정하다.) 

다. 고가수조에 설치하는 부속장치 및 배관 4가지만 쓰시오.

라. 고가수조방식 이외의 가압송수에 따른 분류 3가지를 쓰시오.

​

[참고] 수리계산

가. 폐쇄형

 ① 펌프방식 : 펌프방식은 스프링클러 헤드 하나만 개방되었다고 문제에 제시한다.

                        펌프의 공급압이 제시되며 공급압에서 수직거리, 관마찰손실수두를 차감하여 헤드의 압력수두를 구한다.

 

 ② 고가수조방식 : 고가수조방식에서는 수조에서 공급되는 공급압력에서 낙차수두를 차감하여 헤드에서의 압력수두를

                               구한다.

 

나. 개방형 (폐쇄형이지만 헤드가 모두 개방된 경우, 유량이 늘어날 경우)

  ▣ 개방형은 먼저 다음 두 수식을 써 놓고 수리계산을 한다.

​
 

[문제풀이]

가. 스프링클러 헤드의 방수압

   방수압 = 수조방수압 - 낙차수두압 = 0.15[MPa] - 0.04[MPa] = 0.11 [MPa]

      ∵ 15 m = 0.15 [MPa]

나. 방수압력이 0.12[MPa]가 되려면 낙차수두를 얼마 높여야 하는가

      방수압력 = 0.12[MPa] + 0.04 [MPa] = 0.16 [MPa]

      높여야 할 수두 : 0.16 - 0.15 = 0.01 [MPa] 수두로 환산하면 1[m]

다. 고가수조의 부속장치 및 배관 4가지

   ① 수위계      ② 급수관       ③ 배수관        ④ 오버플루관

라. 가압송수방법

   ① 압력수조방식     ② 가압수조방식     ③ 펌프방식

[해설] 고가수조, 압력수조, 가압수조에 설치하여야 할 부속장치

고가수조
압력수조
가압수조
⊙ 수위계
⊙ 급수관
⊙ 배수관
⊙ 오버플루관
⊙ 맨홀
​
​
​
⊙ 수위계
⊙ 급수관
⊙ 배수관
⊙ 급기관
⊙ 압력계
⊙ 안전장치
⊙ 자동식공기압축기
⊙ 맨홀
⊙ 수위계
⊙ 급수관
⊙ 배수관
⊙ 급기관
⊙ 압력계
⊙ 안전장치
⊙ 맨홀
​

[참고] 가압송수장치

가. 고가수조방식 : 특정소방대상물의 옥상 또는 높은 지점에 수조를 설치하여 각 설비의 방수구에 규정방수압 및 규정

                              방수량을 얻는 방식

나. 압력수조방식 : 탱크의 ⅓은 자동식 공기압축기로 압축공기를, ⅔는 급수펌프로 물을 가압시켜 각 설비의 방수구에서

                              규정방수압력 및 규정방수량을 얻는 방식

다. 펌프방식 : 펌프의 가압에 의하여 각 설비의 방수구에서 규정방수압력 및 규정방수량을 얻는 방식

라. 가압수조방식 : 가압원인 압축 공기 또는 불연성 고압기체 (N2 등)에 의하여 각 설비의 방수구에서 규정 방수압력 및

                               규정 방수량을 얻는 방식

​

2. 폐쇄형 헤드를 사용한 스프링클러 설비에서 A점에 설치된 헤드 1개 만이 개방되었을 경우 A점에서의 헤드의 방사압력

    은 몇 [MPa]인지 조건을 참조하여 구하시오. [10점]  ★★★★★

 
 

[조건]

  ① 급수관 중 「H점」 에서의 가압수 압력은 0.15 [MPa]로 한다.

  ② 티 및 엘보는 직경이 다른 티 및 엘보는 사용하지 않는다.

  ③ 스프링클러헤드는 15 [A] 헤드가 설치된 것으로 한다.

  ④ 직관 마찰손실 (100 m 당)

                                                                                                                                                                      단위 : ㎜

유 량
25 A
32 A
40 A
50A
80 [ℓ / min]
39.82
11.38
5.40
1.68

    (A점에서의 헤드 방수량은 80 [ℓ/min]으로 계산한다.)

 ⑤ 관이음쇠 마찰손실에 해당하는 직관길이

구 분
25 A
32 A
40 A
50 A
엘보 (90˚)
0.90
1.20
1.50
2.10
리듀셔
(25×15A)
(32×25A)
(40×32A)
(50×40A)
0.54
0.72
0.90
1.20
티 (직류)
0.27
0.36
0.45
0.60
티 (분류)
1.50
1.80
2.10
3.00

   (단, 방사압력 선정에 필요한 계산과정은 상세히 명시하고 방사압력을 소수점 4자리까지 구하고 소수점 4자리 미만은

     삭제한다.)

 

[문제풀이]

   구간, 구경, 유량, 직관 및 등가길이, 마찰손실/100, 마찰손실수두 순으로 정리한다.

   펌프식 헤드방출압력 : 펌프 토출압 - 낙차수두 - 마찰손실수두

▣ H점 에서의 압력 : 0.15 [MPa]

                                                           [배관 및 관부속품 마찰손실수두]

구간
호칭
구경 A
유량
[ℓ/min]
직관 및 등가길이
마찰손실수두
H-G
50
80
⊙ 직관길이 : 3 m
⊙ 관부속품
⊙ 티 (직류) : 1개 × 0.6 = 0.6 m
⊙ 리듀셔(50×40A):1개 × 1.2 = 1.2m
⊙ 소계 : 4.8 m
4.8 × 1.68 / 100
= 0.0806 m
G-E
40
80
⊙ 직관길이 : 3 + 0.1 = 3.1 m
⊙ 관부속품
⊙ 엘보(90˚) : 1개 ×1.5 = 1.5 m
⊙ 티 (분류) : 1개 × 2.1 = 2.1 m
⊙ 리듀셔(40×32A):1개 × 0.9 = 0.9m
⊙ 소계 : 7.6 m
7.6 × 5.4/100
= 0.4104 m
E-D
32
80
⊙ 직관길이 : 1.5 m
⊙ 관부속품
⊙ 티 (직류25×25×25A) :
1개 × 0.36 = 0.36 m
⊙ 리듀셔(32×25A):1개 × 0.732 = 0.72m
⊙ 소계 : 2.58 m
2.58×11.38/100
=0.2936 m
D-A
25
80
⊙ 직관길이 2 + 2+ 0.1+0.1 + 0.3 = 4.5m
⊙ 직류티(25×25×25A)1개 ×0.27=0.27m
⊙ 엘보( 90˚) 3개 × 0.9 = 2.7m
⊙ 리듀셔 (25×15A) : 1개 × 0.54 = 0.54 m
⊙ 소계 8.01 m
8.01×39.82/100
=3.1895
합 계
3.9741m

   △P : 낙차환산압력 + 배관 및 관부속품의 마찰손실 환산압력

   낙차 : 0.1+ 0.1 - 0.3 = -0.1 [m]

   △P = -0.1 + 3.7941 = 3.8941 [m] = 0.03894 [MPa]

     ∴ 헤드의 방수압력 P = 0.15 - 0.0387 = 0.113 [MPa]

​

3. 폐쇄형 헤드를 사용한 스프링클러설비에서 A점에 설치된 헤드 1개만이 개방되었을 경우 다음 각 물음에 답하시오.

    (단, 주어진 조건을 적용하여 계산하고, 설비 도면의 길이 단위는 [㎜]이다.) ★★★★★

 

[조건]

  ① 급수관 중 「H점」 에서의 가압수 압력은 0.15[MPa]로 계산한다.

  ② 엘보는 배관지름과 동일한 지름의 엘보를 사용하고 티의 크기는 다음 표와 같다. 관경의 축소는 리듀셔만을 사용한다.

지점
C지점
D지점
E지점
G지점
티의 크기
25A
32A
40A
50A

  ③ 스프링클러 헤드는 「15A」 헤드가 설치된 것으로 한다.

  ④ 100m당 직관의 마찰손실수두 (단, A점에서의 헤드방수량은 80 [ℓ/min]으로 계산한다.

유량
25A
32A
40A
50A
80 [ℓ/min]
39.82
11.38
5.40
1.68

  ⑤ 관이음쇠 마찰손실에 적용하는 직관길이 (등가길이)

구 분
25 A
32 A
40 A
50 A
엘보 (90˚)
0.90
1.20
1.50
2.10
리듀셔
(25×15A)
(32×25A)
(40×32A)
(50×40A)
0.54
0.72
0.90
1.20
티 (직류)
0.27
0.36
0.45
0.60
티 (분류)
1.50
1.80
2.10
3.00
    (예) 25A의 90˚ 엘보의 손실수두는 25A, 직결 0.9 m의 손실수두와 같다.

  ⑥ 가지배관 말단 (B지점)과 교차배관 말단 (F지점)은 엘보로 한다.

  ⑦ 관경이 변하는 관부속품은 관경이 큰 쪽으로 손실수두를 계산한다.

  ⑧ 중력가속도는 9.8[m/s2)으로 한다.

  ⑨ 구간별 관경은 다음 표와 같다.

구간
관 경
A ~ D
25 A
D ~ E
32 A
E ~ G
40 A
G ~ H
50 A

가. A ~ H 까지의 전체 배관의 마찰손실수두 [m]를 구하시오. (단, 직관 및 관이음쇠를 모두 고려하여 구하고 소수점이하

     4째자리까지 구하시오. 소수점 4째자리 미만은 삭제)

나. H 와 A 사이의 위치 수두차 [m]를 구하시오.

다. A 헤드에서의 방사압력 [kPa]를 구하시오.

 

[문제풀이]

가. A ~ H까지의 배관의 마찰손실수두 [m]

구간
호칭
구경 A
유량
[ℓ/min]
직관 및 등가길이
마찰손실수두
H-G
50
80
⊙ 직관길이 : 3 m
⊙ 관부속품
⊙ 티 (직류) : 1개 × 0.6 = 0.6 m
⊙ 리듀셔(50×40A):1개 × 1.2 = 1.2m
⊙ 소계 : 4.8 m
4.8 × 1.68 / 100= 0.0806 m
G-E
40
80
⊙ 직관길이 : 3 + 0.1 = 3.1 m
⊙ 관부속품
⊙ 엘보(90˚) : 1개 ×1.5 = 1.5 m
⊙ 티 (분류) : 1개 × 2.1 = 2.1 m
⊙ 리듀셔(40×32A):1개 × 0.9 = 0.9m
⊙ 소계 : 7.6 m
7.6 × 5.4/100= 0.4104 m
E-D
32
80
⊙ 직관길이 : 1.5 m
⊙ 관부속품
⊙ 티 (직류25×25×25A) :
1개 × 0.36 = 0.36 m
⊙ 리듀셔(32×25A):1개 × 0.732 = 0.72m
⊙ 소계 : 2.58 m
2.58×11.38/100=0.2936 m
D-A
25
80
⊙ 직관길이 2 + 2+ 0.1+0.1 + 0.3 = 4.5m
⊙ 직류티(25×25×25A)1개 ×0.27=0.27m
⊙ 엘보( 90˚) 3개 × 0.9 = 2.7m
⊙ 리듀셔 (25×15A) : 1개 × 0.54 = 0.54 m
⊙ 소계 8.01 m
8.01×39.82/100=3.1895
합 계
3.9741m

나. H와 A사이의 위치수두차 [m]를 구하시오.

    ▣ 위치수두차 : 0.1 + 0.1 - 0.3 = - 0.1 [m]

다. A헤드 에서의 방사압력 [kPa]

   ⊙ H지점에서의 압력 : 0.15[MPa] = 150 [kPa]

   ⊙ H와 A 사이의 손실수두 : - 0.1 +3.9741 = 3.8741 [m]

   ⊙ H와 A 사이의 압력차 : △P = 1,000 × 9.8 × 3.8741 = 37,966.18 [N/㎡] = 37,966.18 [Pa] = 37.966 [kPa]

    ∴ A헤드 에서의 방사압력 : P = 150 - 37.966 = 112.034 ≒ 112.03 [kPa]

​

4. 다음 그림은 어느 스프링클러설비의 Isometric Diagram 이다. 이 도면과 주어진 조건에 의해 헤드 A만이 개방되었을 때

    실제 방수압과 방수량을 구하시오. [10점]  ★★★★★

 

    ※ ( )안은 배관의 길이 [m] 이다.

         Isometric 계통도 (축적없음)

[조건]

  ① 펌프의 양정은 토출량에 관계없이 일정하다. (펌프의 토출압 = 0.3 [MPa])

  ② 헤드의 방출계수는 90 이다.

  ③ 배관의 마찰손실은 하젠 - 윌리엄스의 공식을 적용하되 계산의 편의상 다음식과 같다고 가정한다.

         여기서, △P : 배관 1[m] 당 마찰손실압력 [MPa]

                      Q : 배관내의 유수량 [ℓ/min]

                      d : 배관의 안지름 [㎜]

 ④ 배관의 호칭구경별 안지름은 다음과 같다.

호칭구경
25 A
32 A
40 A
50 A
65 A
80 A
100 A
내경
28 ㎜
37 ㎜
43 ㎜
54 ㎜
69 ㎜
81 ㎜
107 ㎜

⑤ 배관부속 및 밸브류의 등가길이 [m]는 다음 표와 같으며 다음 표에 없는 부속 및 또는 밸브류의 등가길이는 무시한다.

호칭구경
배관부속
25 ㎜
32 ㎜
40 ㎜
50 ㎜
65 ㎜
80 ㎜
100 ㎜
90˚엘보
0.8
1.1
1.3
1.6
2.0
2.4
3.2
티(측류)
1.7
2.2
2.5
3.2
4.1
4.9
6.3
게이트밸브
0.2
0.2
0.3
0.3
0.4
0.5
0.7
체크밸브
2.3
3.0
3.5
4.4
5.6
6.7
8.7
알람밸브
-
-
-
-
-
​
8.7

⑥ 배관의 마찰손실, 등가길이, 마찰손실압력은 호칭구경 25ф 와 같이 구하도록 한다.

  가. 다음 표의 빈칸을 채우시오.

구간
배관의 마찰손실
[MPa/㎡]
등가길이 [m]
마찰손실 압력
[MPa]
25 ф
​
△P=2.41 ×10^3×Q^2
⊙ 직관길이 : 2+2 = 4 m
⊙ 90° 엘보 : 1개 × 0.8 = 0.8 m
⊙ 소계 : 4.8 m
1.162× 10^-6 × Q^2
32ф
​
​

40 ф
​
​
​
50 ф
​
​
​
65 ф
​
​
​
100 ф
​
​
​

  나. 배관의 총 마찰손실압력 [MPa]을 구하시오.

  다. 실층고의 환산수두 [M]를 구하시오.

  라. A점의 방수량 [ℓ/min]을 구하시오. (단, 소수점 넷째자리에서 반올림하며 소수점 이하 자리를 구하시오.)

[답안작성]

가. 빈칸을 채우시오.

 

나. 배관의 총 마찰손실압력 [MPa]

  ▣ 1.162×10-6×Q2+6.008×10-5×Q2+1.686×10-7×Q2+1.814×10-8×Q2+ 2.664×10-8×Q2+5.494×10-9×Q2

       =1.44×10-6×Q2 [MPa]

다. 실층고의 환산수두 : 0.2+0.3+0.6+3+0.15 = 4.45 [m]

라. A점의 방수압 P = 0.3-0.0445 - 1.44 × 10-6 × Q2  = 0.256 × 1.44 × 10-6 × Q2​

#직관길이 #마찰손실수두 #수리계산 #압력수두 #실층고 #스프링클러 #폐쇄형 #개방형

#엘보 #리듀셔 #직류티 #분류티 #방수압 #환산수두 #구경 #유량 #가압송수장치

#급수관 #배수관 #안전장치 #맨홀

 
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스프링클러설비 실기 문제풀이 - 3  (2) 2023.10.11
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1. 스프링클러설비에 설치되는 개방형 헤드와 폐쇄형 헤드의 기능을 비교 설명하고 각각의 설치대상 2가지를 쓰시오. [6점]

     ★★★★

    가. 기능           나. 설치대상

[답안작성]

 가. 기능

   ① 개방형 헤드 : 감열부가 없으며 가압수를 방출한다.

   ② 폐쇄형 헤드 : 감열부가 있어 화재를 감지하고 가압수를 방출한다.

 나. 설치대상

   ① 개방형 헤드 :     ㉠ 무대부      ㉡ 연소할 우려가 있는 개구부

   ② 폐쇄형 헤드 : ㉠ 근린생활시설 ㉡ 아파트

[해설] 스프링클러설비의 개방형 헤드 · 폐쇄형 헤드

 가. 스프링클러헤드의 감열부별 분류

   ① 폐쇄형 (Close type)

     ㉠ 정상상태에서 방수구를 막고 있는 감열체가 일정온도에서 자동적으로 파괴 · 용해 또는 이탈됨으로써 방수구가 개방

         되는 스프링클러 헤드이다.

     ㉡ 감열부가 있다. (퓨즈블링크형, 글라스 벌브형, 메탈피스형, 케미컬숄더형 등)

   ② 개방형 (Open type)

     ㉠ 감열체 없이 항상 열려 있는 스프링클러 헤드이다.

     ㉡ 감열부가 없다.

 나. 설치대상

   ① 개방형 헤드

      ㉠ 무대부

      ㉡ 연소할 우려가 있는 개구부

      ② 폐쇄형 헤드의 설치장소별 기준 개수 (NFSC 103. 제4조 ①, 1.)

설 치 장 소
기준개수
⊙ 지하가
⊙ 지하역사
⊙ 지하층을 제외한 11층 이상 (아파트 제외)
30개
지하층을
제외한
11층 이하
공장 또는 창고 (특수가연물을 저장 · 취급하는 것)
근린생활시설, 판매시설
운수시설, 복합건축물
판매시설, 복합건축물 (판매시설이 설치된 경우)
기 타
20개
기 타
헤드의 부착 높이 8 m 이상
헤드의 부착 높이 8 m 미만
10개
아파트

2. 스프링클러설비에 사용되는 개방형 헤드와 폐쇄형 헤드의 기능으로써 다른 점을 1가지씩 쓰고, 그에 적용되는 설비를

     쓰시오. [6점] ★★★★

구 분
개방형 헤드
폐쇄형 헤드
기능
⊙
⊙
적용설비(스프링클러설비)
⊙
⊙
⊙
⊙

[답안작성]

구 분
개방형 헤드
폐쇄형 헤드
기능
⊙ 감열부가 없으며 가압수를 방출 한다.
⊙ 감열부가 있고 화재를 감지 하여 가압수를 방출한다.
적용설비
(스프링클러설비)
⊙ 일제살수식 스프링클러설비
⊙ 습식 스프링클러설비
⊙ 건식 스프링클러설비
⊙ 준비작동식 스프링클러 설비

[해설] 스프링클러설비의 개방형 헤드 · 폐쇄형 헤드

 가. 폐쇄형 (close type)

   ① 정상상태에서 방수구를 막고 있는 감열체가 일정 온도에서 자동적으로 파괴 · 용해 또는 이탈됨으로써 방수구가 개방

        되는 스프링클러 헤드이다.

   ② 감열부가 있다. (퓨즈블링크형, 글라스벌브형, 메탈리스형, 케이컬숄더형 등)

 나. 개압형 (Open type)

   ① 감열체 없이 방수구가 항상 열려 있는 스프링클러 헤드이다.

   ② 감열부가 없다.

 다. 스프링클러설비의 비교

 

3. 스프링클러설비의 화재안전기준에서 정하는 조기반응형 스프링클러 헤드의 설치장소 5가지를 쓰시오. [5점] ★★★

 [답안작성]   ① 공동주택의 거실   ② 노유자시설   ③ 오피스텔의 침실  ④ 숙박시설의 침실   ⑤ 병원의 입원실

[해설] 조기반응형 스프링클러 헤드의 설치장소

  ① 공동주택의 거실   ② 노유자시설의 거실   ③ 오피스텔의 침실   ④ 숙박시설의 침실   ⑤ 병원의 입원실

​

4. 습식 스프링클러설비 외의 스프링클러설비에는 상향식 스프링클러 헤드를 설치하도록 규정하고 있다. 이 때 하향식

    스프링클러 헤드를 설치할 수 있는 경우 3가지를 쓰시오.  [3점] ★★★

[답안작성]

   ① 드라이팬던트 스프링클러 헤드를 사용하는 경우

   ② 스프링클러 헤드의 설치장소가 동파의 우려가 없는 곳인 경우

   ③ 개방형 스프링클러 헤드를 사용하는 경우

[해설] 습식 스프링클러 설비 외에 설비를 하향식 헤드를 설치할 수 있는 경우 (NFSC 103 제10조)

   ① 드라이 팬던트 스프링클러헤드를 사용하는 경우

   ② 스프링클러 헤드의 설치장소가 동파의 우려가 없는 곳인 경우

   ③ 개방형 스프링클러 헤드를 사용하는 경우

[참고] 상향식 스프링클러 헤드를 설치하는 이유 · 드라이 팬던트 스프링클러 헤드

  가. 상향식 스프링클러 헤드를 설치하는 이유

       ㉠ 배관의 부식방지    ㉡ 배관의 동파 방지

  나. 드라이 팬던트 스프링클러 헤드 : 질소 · 부동액 등을 주입하여 동파를 방지하기 위한 밸브

 

4. 드라이 팬던트형 스프링클러헤드를 사용하는 목적과 구조에 대하여 쓰시오. [4점]  ★★★★★

[답안작성]

  ① 목적 : 질소 · 부동액 등을 주입하여 동파를 방지하기 위한 헤드

  ② 구조 : 평상시 헤드 부분으로 물이 유입되지 않는 구조

[해설] 드라이 팬던트형 스프링클러헤드

  ① 사용목적 : 질소 · 부동액 등을 주입하여 동파를 방지하기 위한 헤드

  ② 구조 : 평상시 헤드 부분으로 물이 유입되지 않는 구조

[참고] 드라이 팬던트형 스프링클러 헤드의 종류

  가. 유리벌브형 (glass bulb type) : 유리구 안에 글리세린 등의 액체를 넣고 봉인된 감열체가 화재시 파열되어 헤드 입구의

                         플랜저(Planger)가 탈락하고 소화수가 디플렉터(deflector)에 의해서 방사되는 형태

  나. 플러시형(flush type) : 유로를 차단하는 플랜저(Planger)와 이를 받쳐주는 구리파이프 및 플리스 스프링클러로 조립

                        되어 작동온도에 도달하면 퓨즈 메탈이 녹으면서 감열부가 탈락되고 내부의 방사판이 자동으로 하향 노출

                        되어 방사되는 형태

​

5. 스프링클러 설비에서 반응시간지수 (response time index)를 식과 함께 설명하시오.  [4점] ★★★★★ 자주 나옴

  [답안작성] 기류의 온도 · 속도 및 작동시간에 대하여 스프링클러 헤드의 반응 예상 시간​

  여기서, RTI : 반응시간지수 [(m · s)0.5]

               τ : 감열체의 시간상수 [s]

               u : 기류의 속도 [m/s]

               m : 열감지부 질량

               c : 열감지부 비열

               h : 대류열 전달계수

               a : 감지부 표면적

​

6. 스프링클러설비의 화재안전기준에서 특정소방대상물의 보의 인근에 설치하는 경우 다음 표준의 기준에 따라 설치하여

    야 한다. 아래 표의 빈칸에 알맞은 조건을 쓰시오. 단, 보의 하단까지의 길이가 55 ㎝ 를 초과하고 보의 하단 측면으로

    부터 스프링클러 헤드까지의 거리가 스프링클러 헤드 상호간 거리의 1/2 이하가 되는 경우에는 스프링클러 헤드와 그

    부착면과의 거리를 55 ㎝ 이하로 할 수 있다.) [8점] ★★★

스프링클러헤드 반사판 중심과 보의 수평거리
스프링클러 헤드의 반사판 높이와 보의
하단 높이의 수직거리
0.75 m 미만
①
0.75 m 이상 1 m 미만
②
1 m 이상 1.5 m 미만
③
1.5 m 이상
④

[답안작성]

   ① 보의 하단보다 낮을 것           ② 0.1 m 미만일 것

   ③ 0.15 m 미만일 것                   ④ 0.3 m 미만일 것

[해설] 소방대상물의 보와 가장 가까운 스프링클러 헤드의 설치기준 (NFSC 103 제10조 ⑧)

스프링클러헤드 반사판 중심과 보의 수평거리
스프링클러 헤드의 반사판 높이와 보의
하단 높이의 수직거리
0.75 m 미만
보 하단 보다 낮을 것
0.75 m 이상 1 m 미만
0.1 m 미만일 것
1 m 이상 1.5 m 미만
0.15 m 미만일 것
1.5 m 이상
0.3 m 미만일 것

이를 그림으로 나타내면 다음과 같다.

 
 

7. 스프링클러설비와 관련된 다음 각 물음에 답사시오. [10점] ★

  가. 습식 스프링클러설비의 계통도를 그리시오.

  나. 설비의 작동방식 및 작동순서를 설명하시오.

       ⊙ 작동방식                ⊙ 작동순서

[답안작성]

  가. 계통도

 

 

나. 작동방식 : 가압송수장치에서 폐쇄형 스프링클러 헤드까지 배관내에 항상 가압되어 있다가 화재로 인한 열로 폐쇄한

                       스프링클러 헤드가 개방되면 배관내에 유수가 발생하여 습식 유수검지장치가 작동한다.

다. 작동순서

  ① 화재발생

  ② 폐쇄형 스프링클러 개방

  ③ 습식 유수검지장치 작동

  ④ 감시제어반에 화재표시등, 밸브개방표시등 점등, 음향 및 음성 경보

  ⑤ 압력 챔버의 압력 스위치 작동

  ⑥ 제어반에 신호

  ⑦ 가압송수장치 기동

  ⑧ 소화

​

8. 다음 도면은 기동용 수압개폐장치 방식에 의한 스프링클러 설비 중 펌프 토출측 부근에 대한 계통도로서 본 도면에서는

    잘못 작성된 부분이 많다. 이 도면의 잘못된 부분을 수정하여 계통도를 다시 작성하시오. [8점] ★★★

 

[답안작성]

 

9. 다음 그림은 폐쇄형 습식 스프링클러의 계통도이다. 각 물음에 답하시오.

 

  가. 그림에서 잘못된 곳 3가지를 지적하시오.

  나. 그림에서 누락된 곳 3가지를 지적하시오. (단, 전긱계통, 물올림장치, 기동용 수압개폐장치 및 알람체크밸브 주위의

        기기에 대하여는 제외한다.)

  다. 최상층의 말단시험장치 (Test connection)의 기능을 2가지만 쓰시오.

[답안작성]

  가. 잘못된 곳 3가지

    ① 펌프의 토출측 개관의 체크밸브와 개폐표시형밸브의 위치가 바뀜

    ② 유량계의 도시기호가 잘못됨

    ③ 알람체크밸브의 도시기호가 잘못됨

  나. 누락된 것 3가지

    ① 펌프 흡입측 배관의 개폐표시형 밸브

    ② 펌프 흡입측 배관의 진공계 (또는 연성계) 및 토출측의 압력계

    ③ 교차배관 끝 부분의 청소구

  다. 말단시험장치의 기능

    ① 유수검지장치의 기능(성능) 확인

    ② 규정방수량 및 방수압력 확인

​

10. 어느 습식 스프링클러 설비에서 임의의 헤드를 개방시켜 보았더니 처음에는 약간의 물이 새어 나오다가 그것마저도

     중지되었다. 그 원인으로 우선 다음 2가지 기능을 조사하였으나 아무런 이상이 없었다.

   ① 전동기의 고장유무

   ② 전동기에 동력을 공급하는 설비의 고장 유무

  그러므로 위의 2가지가 아닌 경우로서 반드시 그 원인이 있을 것인데 조사해 볼 수 있는 가능성들 중에서 5가지만 열거

  하고 그 이유를 설명하시오. (단, 이 설비는 옥상수조와는 연결되어 있지 않고 전동기식 송수펌프에 의해 물이 공급되는

  구조이며, 모든 배관의 연결부분이 끊어지거나 외부로 물이 새는 곳은 없다고 한다) [10점] ★

 

[답안작성]

 ① 원인 : 후드밸브가 막혔을 경우

      이유 : 펌프의 흡입측 배관에 물이 공급되지 않으므로 

 ② 원인 : Y형 스트레이너가 막혔을 경우

      이유 : Y형 스트레이너 2차측에 물이 공급되지 못하므로

 ③ 원인 : 펌프 흡입측 개폐밸브가 폐쇄되었을 경우

      이유 : 펌프흡입측 개폐밸브 2차측에 물이 공급되지 못하므로

 ④ 원인 : 펌프 토출측 개폐밸브가 폐쇄되었을 경우

     이유 : 펌프 토출측 개폐밸브 2차측에 물이 공급되지 못하므로

 ⑤ 원인 : 펌프 토출측 체크밸브가 막혔을 경우

     이유 : 펌프 토출측 체크밸브 2차측에 물이 공급되지 못하므로

 [추가]

 ⑥ 원인 : 기동용 수압개폐장치의 압력스위치가 고장인 경우

      이유 : 펌프가 작동되지 않으므로

 ⑦ 원인 : 습식 유수검지장치의 1차측 개폐밸브가 폐쇄되었을 경우

      이유 : 습식유수검지장치의 1차측 개폐밸브 이후에 물이 공급되지 않으므로

​

11. 습식 스프링클러설비에서 사용하는 습식 유수검지장치의 기능 2가지를 쓰시오.  [4점] ★★★★★ 자주 출제

   ① 자동경보기능            ② 체크밸브 기능

[해설] 습식 유수검지장치의 기능

  ① 자동경보기능 : 화재시 클래퍼가 열려 가압수가 압력스위치를 작동시켜 감시제어반에 신호를 보내 화재경보를

                               발령한다.

  ② 체크밸브기능 : 습식 유수검지장치는 클래퍼를 기준으로 1차측 (펌프측) 및 2차측 (헤드측)에 가압수로 가압되어

                                있으며 2차측의 가압수가 1차 측으로 유입되는 것을 방지한다.

[참고] 습식 스프링클러 설비

▣ 가압송수장치에서 폐쇄형 스프링클러 헤드까지 배관내에 항상 물이 가압되어 있다가 화재로 인한 열로 스프링클러

     헤드가 개방되면 개관내에 유수가 발생되어 습식 유수검지장치가 작동하게 되는 스프링클러 설비

  ① 1차측 : 가압수            ② 2차측 : 가압수

  ③ 헤드 : 폐쇄형              ④ 밸브 : 습식 유수검지장치 (알람 체크 밸브)

  ⑤ 감지기 : 불필요

 

 

12. 리타딩 챔버의 용도와 기능을 간단히 설명하시오. [5점] ★★★★

 [답안작성]

  가. 용도

    ① 습식 유수검지장치의 오동작 방지

    ② 안전장치의 기능

    ③ 배관 및 압력스위치의 소손방지

나. 기능

  ▣ 수격작용 등으로 인한 순간 압력으로 유입된 물은 오리피스를 통해 자동으로 배수시켜 오작동으로 인한 압력스위치의

       작동을 방지하고 화재시 클래퍼가 개방되어 유입된 물은 챔버내에 가압수가 충만하여 상부에 설치된 압력스위치를

       작동시킨다.

​

13. 알람체크밸브가 설치된 습식 스프링클러 설비에서 비화재시에도 수시로 오보가 울릴 경우 그 원인을 찾기 위하여 설치

      하여야 할 사항 3가지를 쓰시오. (단, 알람체크밸브에는 리타딩 챔버가 설치되어 있다.) [6점] ★★★★★ 자주 출제

[답안작성]

  ① 리타딩 챔버 상단에 설치된 압력스위치의 상태 점검

  ② 리타딩 챔버 상단에 설치된 압력 스위치의 배선의 누전 및 합선 상태 점검

  ③ 리타딩 챔버 오리피스의 상태 점검

[해설]

▣ 리타딩챔버가 설치된 알람 체크 밸브에 비화재시 오보가 울릴 경우 점검사항

  ① 리타딩 챔버 상단에 설치된 압력스위치의 상태 점검

  ② 리타딩 챔버 상단에 설치된 압력스위치 배선의 누전 및 합선상태 점검

  ③ 리타딩 챔버 오리피스의 상태 점검

​

14. 유수검지장치의 시험밸브 개방시 알람 경보가 울리지 않는 원인 및 대책을 2가지 쓰시오. (단, 알람체크 밸브에는

      리타딩 챔버가 설치되어 있다.) [4점] ★★★★

[답안 작성]

  ① 원인 : 리타딩 챔버 상단에 설치된 압력스위치 불량

       대책 : 리타딩 챔버 상단에 설치된 압력스위치 수리 및 교체

   ② 원인 : 리타딩 챔버 오리피스 막힘 (불량)

       대책 : 리타딩 챔버 오리피스 청소 또는 수리

 

[해설] 습식 유수검지장치의 시험밸브 개방시 알람경보가 울리지 않는 원인과 대책 (리타딩 챔버가 설치된 경우)

원 인
대 책
⊙ 리타딩 챔버 상단에 설치된 압력스위치 불량
⊙ 압력스위치 수리 또는 교체
⊙ 리타딩 챔버 상단에 설치된 압력스위치 배선의 단선
⊙ 압력스위치 배선의 수리
⊙ 리타딩 챔버 오리피스 막힘 (불량)
⊙ 리타딩 챔버 오리피스 청소 또는 수리

※ 알람체크 밸브와 리타딩 챔버

 

[해설] 리타딩 챔버 (Retarding chamber)

▣ 알람밸브의 클래퍼가 조금만 열려도 압력수가 흘러 들어가게 된다. 이 때 소량의 물은 자동배수가 되며 일시헤 많은

     물이 유입되어 챔버내에 가득차게 되면 상단부의 압력스위치를 밀어 접점을 붙인다. 리타딩 챔버의 용량은 약 1 [ℓ] 정도

     로 쓰인다. 누수로 인한 유수검지장치의 오동작을 방지하기 위한 안전장치로서 지속적이 아닌 순간적인 압력을 상부의

     압력 스위치에 전달되지 않게 하여 오보를 막아주고 과도한 압력은 외부로 배출시키면서 안전밸브의 역할과 압력스위

      치의 손상을 막아준다.

​

15. 스프링클러설비 유수검지장치의 호칭압력이 1[MPa]일 때 최고 사용압력 [MPa]의 범위는 얼마인가 ? [3점] ★★

호칭압력 [MPa]
1
1.6
수(물) 압력 [MPa]
1 ~ 1.4 이내
1.6 ~ 2.2 이내

16. 스프링클러설비에 설치하는 유수검지장치의 작동시험을 하는 방법을 쓰시오. [5점]  ★★

  ① 시험밸브함의 개폐밸브를 개방한다.

  ② 유수검지장치의 클래퍼가 개방하면 압력스위치가 작동, 감시제어반에서 해당 방호구역의 화재표시등, 밸브개방표시

      등 점등 및 경보장치의 작동을 확인한다.

  ③ 밸브의 작동을 확인한다.

  ④ 정상 작동 상태 확인 후 말단시험밸브의 개폐밸브를 폐쇄시킨다.

  ⑤ 유수검지장치 및 펌프 등의 정상적인 복구상태를 확인한다.

​

17. 습식 스프링클러 설비 시험밸브의 시험작동시 확인될 수 있는 사항 5가지를 쓰시오. [5점] ★★★★★

  ① 유수검지장치의 기능 (성능) 확인

  ② 규정방수량 및 방수압력 확인

  ③ 음향경보 장치의 작동 확인

  ④ 제어반의 화재표시등 및 밸브 개방표시등 점등 확인

  ⑤ 펌프의 자동 기동 확인

​

18. 건식 스프링클러설비에 사용하는 건식밸브 (Dry-valve)의 평상시 기능과 화재시 기능을 쓰시오. [4점] ★★★★★

 가. 평상시 기능

   (체크밸브) 건식 밸브는 클래퍼를 기준으로 1차측 (펌프측)에는 가압수, 2차측(헤드측)에는 압축공기 또는 압축질소를

                      가압되어 있으며 2차측의 압축공기 또는 압축질소가 1차측으로 유입되는 것을 방지한다.

 나. 화재시 기능

   (자동경보기능) 화재시 클래퍼가 열려 가압수가 압력스위치를 작동시켜 감시제어반에 신호를 보내 화재경보를 발령

                     한다.

[해설] 건식 스프링클러 설비

 가. 건식 스프링클러 설비

 ▣ 건식 유수검지장치 2차측에 압축공기 또는 질소 등의 기체로 충전된 배관에 폐쇄형 스프링클러 헤드가 부착된 스프링

      클러설비로서, 폐쇄형 스프링클러헤드가 개방되어 배관내의 압축공기 등이 방출되면 건식 유수검지장치 1차측의 수압

      에 의하여 건식 유수검지장치가 작동하게 된다.

 나. 건식스프링클러설비의 특징

   ① 1차측 : 가압수

   ② 2차측 : 압축공기 또는 질소

   ③ 헤드 : 폐쇄형

   ④ 밸브 : 건식 유수검지장치 (드라이밸브)

   ⑤ 감지기 : 불필요

​

19. 건식스프링클러설비의 단점은 압축공기가 빠져나가는 시간 만큼 화재대상물에 소화수의 방출이 지연되는 것이다.

      이것을 방지하기 위해 설치하는 보완설비 2가지를 쓰시오.  [4점] ★★★★★

   ① 엑셀러레이터                 ② 익지스터

[해설] 긴급 개방장치 (quick opening devices)

 ▣ 건식 스프링클러 설비에서 신속한 밸브의 개방을 위하여 설치하는 것

   ① 엑셀레이터 (accelerator) : 가속기

   ② 익지스터 (exhauster) : 공기 배출기

​

20. 건식 스프링클러설비 2차측 배관 공기가 1차측 가압수의 진출을 방지하는데 이를 방지하는 장치 2가지를 쓰시오. [4점]

       ★★★★★

   ① 엑셀레이터                           ② 익지스터

​

21. 건식스프링클러설비에서 건식 밸브의 클래퍼 상부에 일정한 수면 (Priming water level)을 유지하는 이유는 무엇인지

      5가지만 쓰시오. [5점] ★★★

  ① 클래퍼 단면적에 적용하는 2차측 압력을 균일하게 유지하기 위하여

  ② 낮은 공기압으로 클래퍼 1차측, 2차측 압력을 동일하게 유지하기 위하여

  ③ 클래퍼의 완전 폐쇄 여부를 확인하기 위하여

  ④ 화재시 클래퍼를 쉽게 개방하기 위하여

  ⑤ 화재시 신속한 소화를 하기 위하여

[해설] 건식 밸브의 클래퍼 상부에 일정한 수면을 유지하는 이유

  ① 클래퍼 2차측에 물을 채워 둠으로서 클래퍼 쪽으로 작용하는 공기압력이 클래퍼에 수직으로 균일하게 작용하게 된다.

  ② 2차측 공기압, Priming water 자체중량, 클래퍼의 자체중량이 2차측에서 1차측으로 작용하게 된다. 따라서 클래퍼

       1차측, 2차측 면적비 중 2차측 공기압을 받는 면적이 1차측 수압을 받는 면적보다 더 크므로 낮은 공기압으로도 파스

       칼의 원리에 의해 압력차를 유지하게 된다.

  ③ 클래퍼에 틈새가 생겨 누수가 되면 드레인 밸브에서 물방울이 떨어지게 되므로 클래퍼의 완전폐쇄여부를 확인할 수

       있다.

  ④ 클래퍼 2차측의 공기압은 가압수 압력에 의해 1/5 정도이다. 따라서 화재시 약 10 % 정도의 압력 감소로도 클래퍼가

       쉽게 개방된다.

  ⑤ 클래퍼 2차측에 낮은 공기압을 채워 둠으로서 화재시 클래퍼를 신속하게 개방하여 소화할 수 있다.

​

22. 건식밸브에서 밸브 1차측의 수압이 0.7 [MPa]이상이고 1차측 단면 직경이 50 [㎜],  2차측 단면적이 76 [㎠]일 때 밸브

       2차측의 최소 공기압 [MPa]이 얼마이상일 때 밸브가 닫히는지 구하시오. [3점] ★★​

23. 다음 그림은 건식 스프링클러설비의 압축공기 공급장치의 배관도를 나타낸 그림이다. 각 물음에 답하시오. [4점]

      ★★★★★

 

   가. 평상시 닫혀 있는 개폐밸브의 번호를 쓰시오.

   나. ⑤, ⑥, ⑦ 의 장치명을 쓰시오.

[답안작성]

 가. 평상시 닫혀 있는 밸브 : ③

 나. 장치명 : ⑤ 에어레귤레이터 (조절기)

                    ⑥ 체크밸브

                    ⑦ 건식유수검지장치 (드라이 밸브)

​

24. 다음 그림은 어떤 준비작동식 스프링클러설비의 계통을 나타낸 그림이다. 이 설비가 작동하기 위한 각 장치 들 간의

      작동 순서를 차례대로 쓰시오. [6점] ★★★★★

 

  ① 감지기 A, B 작동

  ② 수신반에 화재표시등 및 지구표시등 점등

  ③ 전자밸브 작동

  ④ 준비작동식 밸브 개방

  ⑤ 압력스위치 작동

  ⑥ 수신반에 밸브 개방 표시등 점등

[해설] 준비작동식 스프링클러설비의 작동순서

 ▣ 준비작동식 스프링클러설비

   ⊙ 가압송수장치에서 준비작동식 유수검지장치 1차측까지 배관내에 항상 물이 가압되어 있고 2차측에서 폐쇄형 스프링

        클러헤드까지 대기압 또는 저압으로 있다가 화재 발생시 감지기의 작동으로 준비작동식 유수검지장치가 작동되어

        폐쇄형스프링클러 헤드가 열에 따라 개방되는 방식의 스프링클러설비

 

25. 준비작동식 스프링클러설비의 구성부품 중 PORV (Pressure-Operated Relief Valve)란 무엇인지 간단히 설명하시오.

      [3점] ★★★

  프리액션밸브 작동 후 다이어프램실로 1차측 가압수가 들어가 밸브가 폐쇄되는 것을 방지하기 위해 2차측 가압수 압력

  으로 1차측과 다이프램을 연결하는 배관을 차단하는 밸브

​

26. 준비작동식 스프링클러설비의 구성부품 PORV (Pressure-Operated Relief Valve)가 없을 경우 문제점 및 작동방식에

      대하여 설명하시오. [5점] ★★

 ① 문제점 : 차압자동식 다이어프램 타입의 프리액션밸브는 자력에 의하여 복구하려는 성질이 있으며 복구시 수격현상에

                   의해 밸브가 파손되어 소화에 지장을 가져 온다.

 ② 작동방식 : 프리액션밸브 2차측으로 넘어간 소화수의 일부가 PORV (Pressure-Operated Relief Valve) 연결부로 들어

                   가서 프리액션밸브 다이어프램의 압력을 제거하여 밸브의 복구를 방지한다.

​

27. 교차회로방식의 화재감지기 회로로 구성하여 작동하는 소화설비의 종류 5가지를 쓰시오. [5점] ★★★★★

  ① 준비작동식 스프링클러설비         ② 일제살수식 스프링클러설비

  ③ 이산화탄소 소화설비                    ④ 할론 소화설비

  ⑤ 분말 소화설비

​

28. 일제살수식 스프링클러설비의 경보델류지 밸브 (deluge valve)의 작동방식의 종류 2가지를 설명하시오. [4점] ★★★

  ① 가압개방식 : 화재감지기 또는 수동스위치를 조작하여 전자개방밸브를 개방시키거나 수동개방밸브를 가압수가 중간

                            챔버를 가압하여 경보델류지 밸브가 개방하는 방식

  ② 감압개방방식 : 화재감지기 또는 수동스위치를 조작하여 전자개방밸브를 개방시키거나 수동개방밸브를 개방하면

                           가압수 중간 챔버를 감압하여 경보델류지 경보밸브를 개방하는 방식

[해설] 일제 살수식 스프링클러 설비

 ▣ 가압송수장치에서 일제개방밸브 1차측 까지 배관내에 항상 물이 가압되어 있고 2차측에서 개방형 스프링클러 헤드

      까지 대기압으로 있다가 화재발생시 자동감지장치 또는 수동식 기동장치의 작동으로 일제개방밸브가 개방되면 스프링

      클러 헤드까지 소화수가 송수되는 방식의 스프링클러 설비

​

29. 다음 도면은 스프링클러설비를 나타낸 것이다. 스프링클러설비 방식과 사용되는 유수검지장치 또는 일제개방밸브의

      종류를 각각 쓰시오. [8점] ★★★★

 

[답안작성]

구 분
스프링클러설비 방식
유수검지장치 또는 일제개방밸브 종류
가
습식
알람체크 밸브
나
일제살수식
경보델류지 밸브
다
준비작동식
프리액션 밸브
라
건식
드라이 밸브

30. 스프링클러 설비 중 부압식 스프링클러설비의 1차측과 2차측 상태 및 동작원리를 설명하시오. [6점] ★★★

[답안작성]

 가. 1차측과 2차측 상태

    ① 1차측 : 가압수 (정압) 상태               ② 2차측 : 소화수 (부압) 상태

 나. 동작원리

  ▣ 가압송수장치에서 준비작동식 유수검지장치의 1차측까지는 항상 정압의 물이 가압되고 2차측 폐쇄형 스프링클러헤드

       까지는 소화수가 부압으로 되어 있다가 화재시 감지기의 작동에 의해 정압으로 변하여 유수가 발생하면 작동하는

       스프링클러 설비

[해설]

 가. 부압식 스프링클러 설비

  ▣ 가압송수장치에서 준비작동식 유수검지장치의 1차측까지는 항상 정압의 물이 가압되고 2차측 폐쇄형 스프링클러헤드

       까지는 소화수가 부압으로 되어 있다가 화재시 감지기의 작동에 의해 정압으로 변하여 유수가 발생하면 작동하는

       스프링클러 설비

 나. 부압식 스프링클러 설비의 구성

   ① 1차측 : 가압수 (정압)

   ② 2차측 : 소화수 (부압)

   ③ 헤드 : 폐쇄형

   ④ 밸브 : 준비작동식 유수검지장치 (프리액션밸브)

   ⑤ 감지기 : 필요

​

31. 스프링클러설비용 펌프에 사용되는 전원의 종류를 3가지 쓰시오. [3점] ★★

   ① 상용전원       ② 비상전원               ③ 예비전원

[해설] 전원의 종류

  ① 상용전원 : 평상시 주전원으로 사용되는 전원

  ② 비상전원 : 상용전원의 정전시에 사용되는 전원

  ③ 예비전원 : 상용전원의 고장 또는 용량 부족시 최소한의 기능을 유지하기 위한 전원

[참고] 스프링클러설비 비상전원의 종류

  ① 축전지설비     ② 자가발전설비     ③ 전기저장장치     ④ 비상전원수전설비

​

#경보델류지밸브 #프리액션밸브 #알람체크밸브 #준비작동식 #일제살수식 #PORV

#부압식 #엑셀레이터 #익지스터 #유수검지장치 #체크밸브 #말단시험장치 #수압개폐장치 #압력스위치 #플러시형 #유리벌브형 #드라이팬던트 #반응시간지수 #감열부

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1. 스프링클러 헤드의 방호반경이 2.3 m 이고 정방형 (정사각형)으로 설치시 헤드간의 최대 거리 [m]를 구하시오.

[답안작성]

  간격 S = 2 R cos 45˚ = 3.252 ≒ 3.25 [m]

​

[해설] 스프링클러설비 헤드 개수 산출

​

가. 정방향 (정사각형)

 

※ 정방형 (정사각형) : S = L

                        S : 헤드간 간격 (가로 간격)

                        L : 가지배관간의 헤드 간격 (세로 간격)

   ① 가로 간격 S = 2Rcos θ = 2 R cos 45˚

       ⊙ 가로 개수 = 가로길이 ÷ S = 가로 길이 ÷ Rcos θ = 가로 길이 ÷ Rcos 45˚

   ② 세로 간격 L = 2Rcos θ = 2 R cos 45˚

       ⊙ 세로 개수 = 세로길이 ÷ S = 세로 길이 ÷ Rcos θ = 세로 길이 ÷ Rcos 45˚

​

나. 장방형 (직사각형)

 

  ▣ θ = 30˚ 일 때 (가로 장방형)

   ① 가로 간격 S = 2Rcos θ = 2 R cos 30˚

      ⊙ 가로 개수 = 가로길이 ÷ S = 가로 길이 ÷ Rcos θ = 가로 길이 ÷ Rcos 30˚

   ② 세로 간격 L = 2Rcos θ = 2 R cos 60˚

      ⊙ 세로 개수 = 세로길이 ÷ S = 세로 길이 ÷ Rcos θ = 세로 길이 ÷ Rcos 60˚

▣ θ = 60˚ 일 때 (세로 장방형)

  ① 가로 간격 S = 2Rcos θ = 2 R cos 60˚

     ⊙ 가로 개수 = 가로길이 ÷ S = 가로 길이 ÷ Rcos θ = 가로 길이 ÷ Rcos 60˚

  ② 세로 간격 L = 2Rcos θ = 2 R cos 30˚

    ⊙ 세로 개수 = 세로길이 ÷ S = 세로 길이 ÷ Rcos θ = 세로 길이 ÷ Rcos 30˚

​

2. 스프링클러헤드 설치시 설치하는 천장, 천장과 반자사이, 덕트, 선반 등의 각 부분으로 부터 스프링클러 헤드까지의

     수평거리가 2.1 m 이하일 경우 헤드와 헤드간의 간격 [m] 은 얼마인가? (단, 정방형으로 설치하며 소수점 이하는 절상할

      것) [3점] ★★★★

[문제 풀이]

 

[문제풀이]

   헤드의 간격 S = 2 R cos θ = 2 R cos 45˚ = 2 × 2.1 cos 45 ˚ = 2.969 ≒ 3 m

​

3. 가로 25 m, 세로 9 m 인 무대부에 스프링클러 헤드를 설치하려고 한다. 정방형으로 스프링클러 헤드를 설치하려고 할 때

     스프링클러 헤드의 최소 설치 개수를 구하시오.  [4점] ★★★★

[문제풀이]

   정방형 S = L : 2 R cos θ = 2 R cos 45˚ = 2 × 1.7 cos 45 ˚ = 2.404 m

  ① 가로 헤드 설치개수 : 25 m ÷ 2.404 m = 10.399 ≒ 11개

  ② 세로 헤드 설치개수 : 9 m ÷ 2.404 m = 3.743 ≒ 4개

      ∴ 헤드 설치개수 : 11개 × 4개 = 44개

​

[참고] 스프링클러 헤드의 배치기준

설 치 장 소
배치기준 (R)
⊙ 무대부
⊙ 특수가연물을 저장 또는 취급하는 장소 (래크식 창고 포함)
수평거리 1.7 m 이하
⊙ 기타 구조 (비내화구조)
수평거리 2.1 m 이하
⊙ 내화구조
수평거리 2.3 m 이하
⊙ 래크식 창고 (일반 물품)
수평거리 2.5 m 이하
⊙ 공동주택 (아파트) 세대 내의 거실
수평거리 3.2 m 이하

​

4. 가로 30 m , 세로 20 m의 내화구조로 된 특정소방대상물에 스프링클러설비를 설치하려고 한다. 정방형으로 설치할 경우

    헤드의 소요개수를 구하시오. [4점] ★★★★

[문제풀이]

   정방형 S = L : 2 R cos θ = 2 R cos 45˚ = 2 × 2.3 cos 45 ˚ = 3.252 m

  ① 가로 헤드 설치개수 : 30 m ÷ 3.252 m = 9.25 ≒ 10개

  ② 세로 헤드 설치개수 : 20 m ÷ 3.252 m = 6.15 ≒ 7개

      ∴ 헤드 설치개수 : 10개 × 7개 = 70개

​

5. 다음 그림은 내화구조로 된 15층 건물의 1층 평면도 이다. 이 건출의 1층에 정방형으로 폐쇄형 스프링클러 헤드를 설치

     하려고 한다. 스프링클러 헤드의 소요개수를 구하고 배치도를 작성하시오. (단, 헤드배치시에는 배치의 위치를 치수로

     서 표시하여야 한다)  [6점] ★★★★★

 

[문제풀이]

  정방형 S = L : 2 R cos θ = 2 R cos 45˚ = 2 × 2.3 cos 45 ˚ = 3.252 m

   ① 가로 헤드 설치개수 : 29 m ÷ 3.252 m = 8.917 ≒ 9개

   ② 세로 헤드 설치개수 : 22 m ÷ 3.252 m = 6.765 ≒ 7개

     ∴ 헤드 설치개수 : 9개 × 7개 = 63개

 

                                                                   [배치도]

 

6. 다음 그림은 가로 20[m], 세로 10 [m]인 직사각형 형태의 실의 평면도이다. 이 실의 내부에는 기둥이 없고 실내 상부는

    반자로 고르게 마감되어 있다. 이 실내에 방호반경 2.3m 로 스프링클러 헤드를 직사각형 형태로 설치하려고 한다.

    이 때 다음 각 물음에 답하시오. (단, 각도는 30˚, 60˚ 를 적용하고, 반자 속에는 헤드를 설치하지 않으며 전등 또는 공조용

     디퓨져 등의 모듈(module)은 모두 무시한다.) [12점] ★★★★★

 

[유의사항]

  ▣ 산출과정의 작성 "예"

    ⊙ 가로변의 최소 개수 ~ 최대 개수 8 ~ 11개

    ⊙ 세로변의 최소 개수 ~ 최대 개수 7 ~ 9개 이면

                       가로변의 헤드수
세로변의 헤드 수
8
9
10
11
7
56
53
70
77
8
64
72
80
88
9
72
81
90
99
 

  가. 가로변의 헤드의 최소 개수를 구하시오.

  나. 세로변의 헤드의 최대 개수를 구하시오.

  다. 가로변의 헤드의 최대 개수를 구하시오.

  라. 세로변의 헤드의 최소 개수를 구하시오.

  마. 다음 표를 완성하시오

                       가로변의 헤드수
세로변의 헤드 수
​
​
​
​
​
​
​
​
​
​
​
​
​
​
​
​
​
​
​

  바. 그림의 평면도에 설치가능한 최소 개수를 쓰시오.

[문제풀이]

  ① θ = 30 ˚ 일 때 (가로 장방형)

    ⊙ 가로개수 : 20 ÷ (2R cos 30˚) = 20 ÷ 2 × 2.3 × cos 30˚ = 5.02 ≒ 6개

    ⊙ 세로개수 : 10 ÷ (2R cos 60˚) = 10 ÷ 2 × 2.3 × cos 60˚ = 4.347 ≒ 5개

  ② θ = 60 ˚ 일 때 (세로 장방형)

    ⊙ 가로개수 : 20 ÷ (2R cos 60˚) = 20 ÷ 2 × 2.3 × cos 60˚ = 8.695 ≒ 9개

    ⊙ 세로개수 : 10 ÷ (2R cos 30˚) = 10 ÷ 2 × 2.3 × cos 30˚ = 2.51 ≒ 3개

 가. 가로변 헤드의 최소 개수

   ⊙ 가로개수 : 20 ÷ (2R cos 30˚) = 20 ÷ 2 × 2.3 × cos 30˚ = 5.02 ≒ 6개

 나. 세로변 헤드의 최대 개수

   ⊙ 세로개수 : 10 ÷ (2R cos 60˚) = 10 ÷ 2 × 2.3 × cos 60˚ = 4.347 ≒ 5개

 다. 가로변 헤드의 최대 개수

   ⊙ 가로개수 : 20 ÷ (2R cos 60˚) = 20 ÷ 2 × 2.3 × cos 60˚ = 8.695 ≒ 9개

 라. 세로변 헤드의 최소 개수

   ⊙ 세로개수 : 10 ÷ (2R cos 30˚) = 10 ÷ 2 × 2.3 × cos 30˚ = 2.51 ≒ 3개

 마. 다음표를 완성하시오.

              가로변의 헤드수
세로변의 헤드 수
6
7
8
9
3
18
21
24
27
4
24
28
32
36
5
30
35
40
45

 바. 그림의 평면도에 설치가능한 최소 개수를 구하시오. : 27개

​

[해설] 장방형 스프링클러 헤드 산출 개수

  가. θ = 30˚ (가로방향 장방형)

 

① 가로 간격 S = 2R cos θ = 2R cos 30 ˚ [m]

    가로 개수 = 가로 길이 [m] ÷ S [m] = 가로길이 [m] ÷ R cos θ [m]  = 가로 길이 [m] ÷ 2R cos 30 ˚ [m]

② 세로 간격 L = 2R cos θ = 2R cos 60 ˚ [m]

    세로 개수 = 세로 길이 [m] ÷ L [m] = 세로길이 [m] ÷ R cos θ [m]  = 세로 길이 [m] ÷ 2R cos 60 ˚ [m]

나. θ = 60˚ (세로방향 장방형)

 

  ① 가로 간격 S = 2R cos θ = 2R cos 60 ˚ [m]

      가로 개수 = 가로 길이 [m] ÷ S [m] = 가로길이 [m] ÷ R cos θ [m]  = 가로 길이 [m] ÷ 2R cos 60 ˚ [m]

  ② 세로 간격 L = 2R cos θ = 2R cos 30 ˚ [m]

      세로 개수 = 세로 길이 [m] ÷ L [m] = 세로길이 [m] ÷ R cos θ [m]  = 세로 길이 [m] ÷ 2R cos 30 ˚ [m]

​

7. 다음 그림은 가로 25 [m], 세로 15 [m]의 직사각형 형태로 되어 있는 어느 실의 평면도이다. 이 실의 내부에는 기둥이

     없고 실내 상부는 반자로 고르게 마감되어 있다. 이 실 안에 방호 반경 2.3 [m]로 스프링클러헤드를 직사각형 형태로

      설치하려고 할 때 각 물음에 답하시오. (단, 각도는 30˚, 60˚를 적용하고 반자 속에는 헤드를 설치하지 아니하며,

       전등 또는 공조용 디퓨저 등의 모듈(Module)은 모두 무시한다.) (12점) ★★★★★

 

[유의사항]

  ▣ 산출과정의 작성 "예"

    ⊙ 가로변의 최소 개수 ~ 최대 개수 8 ~ 11개

    ⊙ 세로변의 최소 개수 ~ 최대 개수 7 ~ 9개 이면

가로변의 헤드수
세로변의 헤드 수
8
9
10
11
7
56
53
70
77
8
64
72
80
88
9
72
81
90
99
 

 가. ① 설치 가능한 헤드간의 최소 거리 [m]를 구하시오.

      ② 설치 가능한 헤드간의 최대 거리 [m]을 구하시오.

나. 방호반경 2.3 [m]의 경우로서 하나의 헤드가 담당할 수 있는 최대 방호 면적 [㎡]을 구하시오.

다. 방호반경 2.3 [m]의 경우로서 하나의 헤드가 담당할 수 있는 최대 방호면적 [㎡] 을  구하시오.

라. ① 실에 설치 가능한 헤드의 이론상 최소개수를 구하시오.

      ② 실에 설치 가능한 헤드의 이론상 최대 개수를 구하시오.

마. ① 실의 가로변 25 m에 대하여 1열이 될 수 있는 이론상 최소헤드 수를 구하시오.

     ② 실의 가로변 25 m에 대하여 1열이 될 수 있는 이론상 최대헤드 수를 구하시오.

     ③ 실의 세로변 15 m에 대하여 1열이 될 수 있는 이론상 최소헤드 수를 구하시오.

     ④ 실의 세로변 15 m에 대하여 1열이 될 수 있는 이론상 최대 헤드 수를 구하시오.

바. 산출과정 "마"의 결론을 도표로 작성하시오.

사. 산출과정 "바"를 비교하면 본 실에 배열할 수 있는 헤드의 최소개수는 몇개인지 쓰시오.

[문제풀이]

  θ = 30 ˚ 일 때

    ⊙ 가로 간격 S : 2 × 2.3 × cos 30˚ = 3.98 [m]

    ⊙ 세로 간격 L : 2 × 2.3 × cos 60˚ = 2.3 [m]

 θ = 60 ˚ 일 때

    ⊙ 가로 간격 S : 2 × 2.3 × cos 60˚ = 2.3 [m]

    ⊙ 세로 간격 L : 2 × 2.3 × cos 30˚ = 3.98 [m]

 가. ① 설치 가능한 헤드간의 최소 거리 [m]를 구하시오.

          ⊙ 가로 간격 S : 2 × 2.3 × cos 60˚ = 2.3 [m]

      ② 설치 가능한 헤드간의 최대 거리 [m]을 구하시오.

          ⊙ 가로 간격 S : 2 × 2.3 × cos 30˚ = 3.98 [m]

 나. 방호반경 2.3 [m]의 경우로서 하나의 헤드가 담당할 수 있는 최대 방호 면적 [㎡]을 구하시오.

   θ = 30 ˚, 60˚ 일 때

     ⊙ 가로 간격 S : 2 × 2.3 × cos 30˚ = 3.98 [m]

     ⊙ 세로 간격 L : 2 × 2.3 × cos 60˚ = 2.3 [m]

       ∴ 방호면적 : 3.98 × 2.3 = 9.154 ≒ 9.15 [㎡]

다. 방호반경 2.3 [m]의 경우로서 하나의 헤드가 담당할 수 있는 최대 방호면적 [㎡] 을 구하시오

   θ = 45 ˚ 일 때

     ⊙ 가로 간격 S : 2 × 2.3 × cos 45˚ = 3.25 [m]

     ⊙ 세로 간격 L : 2 × 2.3 × cos 45˚ = 3.25 [m]

    ∴ 방호면적 : 3.25 × 3.25 = 10.563 ≒ 10.56 [㎡]

라. ① 실에 설치 가능한 헤드의 이론상 최소개수를 구하시오.

         가로개수 25 ÷ 2.3 = 10.87 ≒ 11개

         세로 개수 15 ÷ 3.98 = 3.77 ≒ 4개

          ∴ 설치개수 : 11개 × 4개 = 44개

     ② 실에 설치 가능한 헤드의 이론상 최대 개수를 구하시오.

          가로개수 25 ÷ 3.98 = 6.28 ≒ 7개

          세로 개수 15 ÷ 2.3 = 6.52 ≒ 7개

            ∴ 설치개수 : 7개 × 7개 = 49개

 마. ① 실의 가로변 25 m에 대하여 1열이 될 수 있는 이론상 최소헤드 수를 구하시오.

              25 m ÷ 3.98 m = 6.28 ≒ 7개

       ② 실의 가로변 25 m에 대하여 1열이 될 수 있는 이론상 최대헤드 수를 구하시오.

              25 m ÷ 2.3 m = 10.87 ≒ 11개

       ③ 실의 세로변 15 m에 대하여 1열이 될 수 있는 이론상 최소헤드 수를 구하시오.

             15 m ÷ 3.98 m = 3.77 ≒ 4개

       ④ 실의 세로변 15 m에 대하여 1열이 될 수 있는 이론상 최대 헤드 수를 구하시오.

              15 m ÷ 2.3 m = 6.52 ≒ 7개

 바. 산출과정 "마"의 결론을 도표로 작성하시오.

가로변의 헤드수
세로변의 헤드 수
7
8
9
10
11
4
28
32
36
40
44
5
35
40
45
50
55
6
42
48
54
60
66
7
49
56
63
70
77

사. 산출과정 "바"를 비교하면 본 실에 배열할 수 있는 헤드의 최소개수는 몇개인지 쓰시오.    44 개

​

8. 내화구조인 어느 사무실의 크기가 가로 30 m, 세로 20 m 인 직사각형 형태이고 내부에는 기둥이 없다. 스프링클러 헤드

     를 장방형 (직사각형)으로 배치하고자 할 때 가로 및 세로변의 최대 및 최소개수를 주어진 보기와 같이 산출하시오.

     (단, 반자측에는 헤드를 설치하지 않으며 헤드설치시 장애물은 모두 무시하고 헤드 배치간격은 헤드 배치 각도(θ)를

     30˚ 및 60˚ 2가지로 하여 최대 - 최소 숫자를 산출하시오. [18점] ★★★★★

 

[보기]

   ⊙ 가로변 : 최소 헤드수 (6개), 최대 헤드 수 (9개)

   ⊙ 세로변 : 최소 헤드수 (3개), 최대 헤드 수 (5개)

가로변의 헤드수
세로변의 헤드 수
6
7
8
9
3
18
21
24
27
4
24
28
32
36
5
30
35
40
45

  가. 가로변 설치헤드 최대 개수를 구하시오.

  나. 가로변 설치헤드 최소 개수를 구하시오.

  다. 세로변 설치헤드 최대 개수를 구하시오.

  라. 세로변 설치헤드 최소 개수를 구하시오.

  마. 보기와 같이 헤드 배치표를 만드시오.

  바. 만약 정사각형으로 헤드를 배치한다면 헤드의 설치간격 [m]을 구하시오.

  사. 정사각형으로 헤드를 배치할 때 설치헤드수를 구하시오.

  아. 헤드가 폐쇄형으로 표시온도가 79 ℃ 일 때 작동온도의 범위는 얼마인가 ? (단, 유리벌브형의 헤드가 아닌 경우이다.)

[답안작성]

  θ = 30 ˚ 일 때

    ⊙ 가로 간격 S : 2 × 2.3 × cos 30˚ = 3.98 [m]

    ⊙ 세로 간격 L : 2 × 2.3 × cos 60˚ = 2.3 [m]

  θ = 60 ˚ 일 때

    ⊙ 가로 간격 S : 2 × 2.3 × cos 60˚ = 2.3 [m]

    ⊙ 세로 간격 L : 2 × 2.3 × cos 30˚ = 3.98 [m]

[답안작성]

 가. 가로변 설치헤드 최대 개수를 구하시오.

       30 m ÷ 2.3 m = 13.043 ≒ 14개

 나. 가로변 설치헤드 최소 개수를 구하시오.

       30 m ÷ 3.98 m = 7.538 ≒ 8개

 다. 세로변 설치헤드 최대 개수를 구하시오.

       20 m ÷ 2.3 m = 8.696 ≒ 9개

 라. 세로변 설치헤드 최소 개수를 구하시오.

        20 m ÷ 3.98 m = 5.025 ≒ 6개

  마. 보기와 같이 헤드 배치표를 만드시오.

가로변의 헤드수
세로변의 헤드 수
9
10
11
12
13
14
6
54
60
66
72
78
84
7
63
70
77
84
91
98
8
72
80
88
96
104
112

 바. 만약 정사각형으로 헤드를 배치한다면 헤드의 설치간격 [m]을 구하시오.

       헤드간격 S = L : 2R cos θ = 2 × 2.3 × cos 45˚ = 3.253 ≒ 3.25 [m]

 사. 정사각형으로 헤드를 배치할 때 설치헤드수를 구하시오.

     ⊙가로 개수 : 30 ÷ 3.25 = 9.23 ≒ 10개

     ⊙ 세로 개수 : 20 ÷ 3.25 = 6.154 ≒ 7개

         ∴ 설치개수 : 10개 × 7개 = 70개

 아. 헤드가 폐쇄형으로 표시온도가 79 ℃ 일 때 작동온도의 범위는 얼마인가 ? (단, 유리벌브형의 헤드가 아닌 경우이다.)

     ▣ 폐쇄형 헤드의 작동온도 범위

        79 ℃ × (0.97 1.03) = 76.63 ~ 81.37 ℃

​

9. 한개의 방호구역으로 구성된 가로 15 m, 세로 15m, 높이 6m인 래크식 창고에 특수가연물을 저장하고 있고 표준형 폐쇄

     형 스프링클러 헤드를 정방형으로 설치하려고 한다.  다음 물음에 답하시오. [5점] ★★★★

  가. 설치되는 헤드의 개수를 구하시오.

  나. 헤드 1개당 80 ℓpm으로 방출시 수원의 양 [㎥]을 구하시오.

  다. 총 헤드를 담당하는 최소배관의 관경 [㎜]을 다음 표를 이용하여 쓰시오.  

                                                    [스프링클러 헤드 수별 급수관의 구경]

                                                                                                                                                                   [단위 : ㎜]

급수관 구경
구분
25
32
40
50
65
80
90
100
125
150
가
2
3
5
10
30
60
80
100
160
161이상
나
2
4
7
15
30
60
65
100
160
161 이상
다
1
2
5
8
15
27
40
55
90
91 이상

 (주) 1. 폐쇄형 스프링클러 헤드를 사용하는 설비의 경우로서 1개 층에 하나의 급수배관 (또는 밸브 등)이 담당하는 구역의

             최대 면적은 3,000 ㎡를 초과하지 아니할 것

      2. 폐쇄형 스프링클러헤드를 설치하는 경우에는 "가"란의 헤드수를 따를 것. 다만, 100개 이상의 헤드를 담당하는 급수

          배관(또는 밸브)의 구경을 100[㎜]로 할 경우에는 수리 계산을 통하여 제8조 제3항 제3호에서 규정한 배관의 유속에

          적합하도록 할 것

      3. 폐쇄형 스프링클러 헤드를 설치하고 반자 아래의 헤드와 반자 속의 헤드를 동일 급수관의 가지관상에 병설하는 경우

          에는 "나"란의 헤드수에 따를 것.

      4. 무대부, 특수가연물을 저장 또는 취급하는 장소의 경우로서 폐쇄형 스프링클러헤드를 설치하는 설비의 배관 구경은

           "다"란에 따를 것

      5. 개방형 스프링클러 헤드를 설치하는 경우 하나의 방수구역이 담당하는 헤드의 개수가 30개 이하일 때는 "다"란의

           헤드수에 의하고 30개를 초과할 때는 수리계산 방법에 따를 것.

[문제풀이]

 가. 설치되는 헤드의 개수를 구하시오.

   ▣ 간격 S = L : 2R cos θ = 2 × 1.7 × cos 45˚ = 2.404 [m]

      ⊙ 가로 개수 : 15 m ÷ 2.404 = 6.239 ≒ 7개

      ⊙ 세로 개수 : 15 m ÷ 2.404 = 6.239 ≒ 7개

     ∴ 설치 개수 : 7개 × 7개 = 49개

     ∴ 전체 설치 개수 : 49개 × 2 = 98개

 나. 헤드 1개당 80 ℓpm으로 방출시 수원의 양 [㎥]을 구하시오.

     ▣ 수원의 양 : 1.6 [㎥] × N = 1.6 [㎥] × 30 = 48 [㎥]

 다. 총 헤드를 담당하는 최소배관의 관경 [㎜]을 다음 표를 이용하여 쓰시오.   [답안작성] 100 [㎜]

​

[해설] 스프링클러 헤드의 설치 기준

설 치 장 소
배치기준 (R)
⊙ 무대부
⊙ 특수가연물을 저장 또는 취급하는 장소 (래크식 창고 포함)
수평거리 1.7 m 이하
⊙ 기타 구조 (비내화구조)
수평거리 2.1 m 이하
⊙ 내화구조
수평거리 2.3 m 이하
⊙ 래크식 창고 (일반 물품)
수평거리 2.5 m 이하
⊙ 공동주택 (아파트) 세대 내의 거실
수평거리 3.2 m 이하

[해설] 스프링클러설비 헤드 설치 개수

설 치 장 소
기준개수
⊙ 지하가
⊙ 지하역사
⊙ 지하층을 제외한 11층 이상 (아파트 제외)
30 개
지하층을
제외한
10층 이하
공장 또는 창고 (특수가연물 저장 · 취급하는 것)
근린생활시설, 판매시설
운수시설, 복합건축물
판매시설
복합건축물(판매시설이 설치된 경우)
기 타
20 개
기 타
헤드의 부착높이 8 m 이상
헤드의 부착 높이 8 m 미만
10 개
아 파 트

※ 래크식 창고의 경우로서 특수가연물을 저장 또는 취급하는 것에 있어서는 래크 높이 4 [m] 이하 마다, 그밖의 것을 취급

    하는 것에 있어서는 래크높이 6m 이하 마다 스프링클러 헤드를 설치하여야 한다. 다만, 래크식 창고의 천장 높이가

     13.7 m 이하로서 화재조기진압용 스프링클러설비의 화재 안전기준의 규정에 따라 설치하는 경우에는 천장에만

      스프링클러헤드를 설치할 수 있다.

  ※ 래크식 창고 : 일반물품 : 6 [m]

                             특수가연물 : 4 [m]

​

10. 스프링클러 설비에 설치되는 개방형 헤드와 폐쇄형 헤드의 기능을 비교 설명하고 각각의 설치대상 2가지를 쓰시오.

       [6점] ★★★★

   가. 기능                               나. 설치 대상

[답안작성]

 가. 기능

   ① 개방형 헤드 : 감열부가 없으며 가압수를 방출한다.

   ② 폐쇄형 헤드 : 감열부가 있어 화재를 감지하고 가압수를 방출한다.

 나. 설치대상

   ① 개방형 헤드 : ㉠ 무대부                  ㉡ 연소할 우려가 있는 개구부

   ② 폐쇄형 헤드 : ㉠ 근린생활시설       ㉡ 아파트

​

#래크식 #스프링클러 #헤드 #특수가연물 #내화구조 #장방형 #정방형 #포용면적

#방호면적 #무대부 #간격 #거리 #방수량 #방수밀도 #수평거리 #급수관 #관경 #구경

 
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1. 교육연구시설(연구소)로서 다음 조건에- 따라 각 물음에 답하시오. (12점) ★★★★★

[조건]

① 건물의 층별 높이는 다음과 같으며 지상층은 모두 창문이 있는 건축물이다.

구분
지하2층
지하1층
지상1층
지상2층
지상3층
지상4층
지상5층
층높이m
5.5
4.5
4.5
4.5
4.0
4.0
4.0
반자높이
m
5.0
4.0
4.0
4.0
3.5
3.5
3.5
바닥면적
㎡
2,500
2,500
2,000
2,000
2,000
1,800
900

② 지상1층에 있는 국제회의실은 바닥으로 부터 반자(헤드 부착면)까지의 높이가 8.5[m] 이다.

③ 지하 2층 물탱크실의 저수조는 바닥으로 부터 3m 높이에 후드밸브 (foot)가 위치해 있으며 이 높이까지 물은 상시 가득

     차 있다. 저수조는 일반 급수용과 소방용을 겸용으로 사용하며 내부크기는 가로 8m, 세로 5m, 높이 4m이다.

④ 스프링클러 헤드 설치시 반자 (헤드 부착면) 높이는 위 표에 따른다.

⑤ 배관 및 관부속의 마찰손실수두는 실양정의 30 % 이다.

⑥ 펌프의 효율은 60 %, 전달계수는 1.1 이다.

⑦ 산출양은 최소치를 적용한다.

⑧ 기타 조건은 소방관련법령 및 화재안전기준에 따른다.

   가. 이 건물에서 스프링클러설비를 설치하여야 하는 층과 그 이유를 설명하시오.

   나. 일반 급수펌프의 송수구와 소화펌프의 흡수구 사이의 수직거리 [m]를 구하시오.

   다. 옥상수조를 설치할 경우 옥상수조에 보유하여야 할 최소 저수량 [㎥]을 구하시오.

   라. 소방펌프의 정격토출량 [ℓ/min]을 구하시오.

   마. 소방펌프의 전양정 [m]을 구하시오.

   바. 소방펌프의 전동기 동력 [kW]을 구하시오.

[문제풀이]

가. 스프링클러설비를 설치해야 하는 층과 그 이유

   ① 설치해야 하는 층 : 지하2층, 지하1층, 지상 4층

   ② 이유 : 교육연구시설 (연구소)의 경우 지하층 · 무창층 또는 층수가 4층 이상인 층으로서 바닥면적이 1,000㎡ 이상인

                  층에는 스프링클러설비를 설치해야 한다.

나. 일반펌프 송수구와 소방펌프 흡수구 사이의 거리 [m]

   Q = 1.6 [㎥] × N = 1.6 [㎥] × 10개 = 16 [㎥]

    저수조 수원 Q = 8 m × 5 m × h, 16 = 8 × 5 × h, h = 16 / 40 = 0.4 [m]

  ※ 일반 급수펌프의 흡수구(후드밸브)와 소방펌프의 흡수구(후드밸브) 사이의 수직거리 [m]를 구하라는 의미는 스프링

       클러설비 수원의 양 (저수량)의 수원의 높이[m]를 구하라는 것이다.

 

다. 옥상 수조의 최소 보유량 [㎥]

     유량 Q = 저수조 수원 [㎥] × ⅓ = 16 ㎥ × 1/3 = 5.333 ㎥ = 5.33 ㎥

라. 소방펌프의 정격 토출량 [ℓ/min]

     유량 Q = 80 [ℓ/min] × N = 80 [ℓ/min] × 10 개 = 800 [ℓ/min]

마. 소방펌프의 전양정 [m] H = h1 + h2 + 10

         h2 (실양정) = (5.5 - 3 + 0.4) + (4.5 × 3) + 4 + 3.5 = 23.9 [M]

         h1 (배관 및 관부속품 마찰손실) = 실양정 × 30% = 23.9 × 0.3 = 7.17 m

         ∴ 전양정 [m] = 7.17 m + 23.9 +10 = 41.07

 

바. 전동기의 전동력 [kW]​

2. 스프링클러설비에서 수원의 유효수량 중 ⅓ 이상을 옥상에 설치하지 않아도 되는 경우를 5가지만 쓰시오.

   ① 지하층만 있는 건축물

   ② 고가수조를 가압송수장치로 설치하는 스프링클러설비

   ③ 고압수조를 가압송수장치로 설치하는 스프링클러설비

   ④ 수원이 건축물의 최상층에 설치된 헤드 보다 높은 경우

   ⑤ 건축물의 높이가 지상으로 부터 10 [m] 이하인 경우

[해설] 수원의 유효수량 중 ⅓ 이상을 옥상에 설치하지 않아도 되는 경우 [NFSC 103 제4조]

  ① 지하층만 있는 건축물

  ② 고가수조를 가압송수장치로 설치한 스프링클러설비

  ③ 수원이 건축물의 최상층에 설치된 헤드 (옥내소화전 설비의 경우에는 방수구) 보다 높은 위치에 있는 경우

  ④ 건축물의 높이가 지표면으로 부터 10 [m] 이하인 경우

  ⑤ 주펌프와 동등 이상의 성능이 있는 별도의 펌프로서 내연기관의 기동과 연동하여 작동되거나 비상원원을 연결하여

       설치한 경우

  ⑥ 가압수조를 가압송수장치로 설치한 스프링클러설비

[주의] 수원의 유효수량 중 1/3 이상을 옥상에 설치하지 않아도 되는 경우

   ⊙ 옥내 소화전 : 최상층에 설치된 방수구

   ⊙ 스프링클러설비 : 최상층에 설치된 헤드

​

3. 어느 건물에 가압송수장치로 압력수조를 설치한 스프링클러 설비가 설치되어 있다. 압력 수조와 최상층 말단 헤드까지

    의 수직 높이는 40m이고 압력수조 체적의 ⅔가 물로 채워져 있을 때 수조내 요구되는 공기압력 (게이지 압력) [MPa]을

     구하시오. (단, 수조의 체적은 100 [㎥], 최상층 말단 헤드에서의 방수압력은 0.11 [Mpa], 대기압은 0.1 [MPa] 이고, 배관

      의 마찰손실은 무시한다. [4점] ★

[문제풀이]

  ⊙ 필요한 압력 P = P1 + P2 + 0.1 = 0 + 0.4 + 0.11 = 0.51 [MPa]​

[해설] 압력수조내 공기의 압력

가. 압력수조내 공기의 압력​

      여기서, Po : 압력수조내 공기의 압력 [MPa]

                   V : 압력수조의 체적 [㎥]

                   Va : 압력수조내 공기의 체적 [㎥]

                    P : 필요한 압력 [MPa]

                   Pa : 대기압 [MPa]

 나. 필요한 압력

         P = P1 + P2 + 0.1

        여기서, P : 필요한 압력 [MPa]

                    P1 : 배관 및 관부속품의 마찰손실압력 [MPa]

                    P2 : 낙차의 환산수두압력 [MPa]

                    0.1 : 스프링클러설비 규정 방수압력 [MPa]

  ① 필요한 압력

    ㉠ P1 (배관 및 관부속품의 마찰손실압력) : 문제의 단서에서 배관의 마찰손실은 무시한다 하였으므로 0 [MPa]이다.

    ㉡ P2 (낙차의 환산수두압) : 압력수조와 최상층 말단 헤드까지의 수직높이는 40 [m]이므로 0.1 [MPa] = 10 [m]로 환산

                                                  하여 계산하면 40 m는 0.4[MPa]이다.

    ㉢ 문제의 단서에서 최상층 말단헤드에서의 방수압력이 0.11 [MPa]이라고 주어졌으므로 스프링클러설비 규정방수압력

         의 0.1 [MPa]이 아닌 0.11 [MPa]을 적용한다.

     ∴ 필요한 압력 = 0 [MPa] + 0.11 [MPa] = 0.51 [MPa]

  ② 압력수조내 공기의 압력

    ㉠ V (압력수조의 체적) : 문제의 단서에서 100 [㎥]이다.

    ㉡ Va (압력수조내 공기의 체적) 문제에서 수조내의 체적의 2/3를 물로 채워두고 있으므로 수조내 공기의 체적은

          1/3 × 100 [㎥]이다.

    ㉢ Pa (대기압) : 문제의 단서에서 0.1 [MPa] 이다.

    ∴ 압력수조내 공기의 압력​

[참고] 스프링클러설비 가압송수장치

  가. 고가수조방식

       H = h1 + 10 [m]

       여기서, H : 필요한 낙차 [m]

                    h1 : 배관 및 관부속품 마찰손실 수두 [m]

                    10 : 스프링클러설비 규정 방수 압력의 환산 수두 (0.1 [MPa] → 약 10[m])

  나. 압력수조방식

      P = P1 + P2 + 0.1

      여기서, P : 필요한 압력 [MPa]

                   P1 : 배관 및 관부속품의 마찰손실압력 [MPa]

                   P2 : 낙차의 환산수두압력 [MPa]

                   0.1 : 스프링클러설비 규정 방수압력 [MPa]

  다. 펌프 방식

        H = h1 + h2 + 10 [m]

       여기서, H : 전양정 [m]

                    h1 : 배관 및 관부속품 마찰손실 수두 [m]

                    h2 : 실양정 (흡입양정 + 토출양정) [m]

                    10 : 스프링클러설비 규정 방수 압력의 환산 수두 (0.1 [MPa] → 약 10[m])

  라. 가압수조방식

​

4. 습식 스프링클러설비의 가압송수장치로서 압력수조를 설치한 경우 압력수조내에 유지시켜 주어야 할 공기의 최소압력

     (게이지 압력)을 다음 조건을 참조하여 계산하시오.  [4점] ★

[조건]

  ① 대기압은 0.1[MPa] (절대압력)이다.

  ② 압력수조의 송수구와 헤드간의 배관 마찰손실은 무시한다.

  ③ 압력수조의 송수구는 최고위 스프링클러헤드와 같은 높이에 있으며 수조내의 수면과 송수구간 낙차는 무시한다.

  ④ 수조내에는 항상 내용량의 2/3에 해당하는 물을 채워두고 있다.

  ⑤ 수조로 부터 가장 먼 거리에 있는 헤드의 개방시 방수압은 최소한 0.1[MPa] (게이지 압력)이 되어야 한다.

  ⑥ 공기의 분자운동은 이상기체의 성질을 따른다고 한다.

[문제풀이]

  ⊙ 필요한 압력 P = P1 + P2 + 0.1 = 0 + 0 + 0.1 = 0.1 [MPa]​

[해설] 압력수조내 공기의 압력

가. 압력수조내 공기의 압력​

   여기서, Po : 압력수조내 공기의 압력 [MPa]

                V : 압력수조의 체적 [㎥]

                Va : 압력수조내 공기의 체적 [㎥]

                P : 필요한 압력 [MPa]

                Pa : 대기압 [MPa]

나. 필요한 압력

      P = P1 + P2 + 0.1

      여기서, P : 필요한 압력 [MPa]

                   P1 : 배관 및 관부속품의 마찰손실압력 [MPa]

                   P2 : 낙차의 환산수두압력 [MPa]

                   0.1 : 스프링클러설비 규정 방수압력 [MPa]

​

5. 다음 그림과 같이 내용적 3 [㎥]의 압력수조에 물을 채우고 하부에 방출계수가 80인 스프링클러헤드를 설치하였다.

    이 때 압력수조의 압력계는 0.5 [MPa]을 나타내고 있다. 만약, 스프링클러헤드가 개방되어 물이 1 [㎥] 방출되는 순간에

    방사되는 물의 양[ℓ/min]은 얼마인가 ? (단, 헤드와 수조간의 마찰손실은 무시하는 것으로 하고 대기압은 0.1 [MPa] (절대

    압력)이다.) [4점] ★

 

[문제풀이]

  절대압력 = 대기압 + 계기압력 = 0.1 MPa + 0.5 MPa = 0.6 MPa

  보일의 법칙 : P1 · V1 = P2 · V2, 0.6 × ⅓ = P2 × ⅔, P2 = 0.2 × 3/2 = 0.3 MPa

  게이지 압력 : 절대압력 - 대기압력 = 0.3 MPa - 0.1 MPa = 0.2 MPa​

[해설] 방사량

가. 방사량​

         여기서, Q : 방사량 [ℓ/min]

                      K : 방출계수

                      P : 방사압력 [MPa]

나. 보일의 법칙 : 압력과 부피는 반비례한다.

        P1 · V1 = P2 · V2

       여기서, P1, P2 : 절대압력 [MPa], V1, V2 : 부피 [㎥]

다. 절대압

       절대압력 = 대기압력 + 게이지압력

  ① 절대압력 = 0.1 [MPa] + 0.5 [MPa] = 0.6 [MPa]

  ② 스프링클러헤드가 개방되어 물이 1 [㎥] 방출되면

      ㉠ 물 : ⅔ → ⅓ 이 된다.            ㉡ 공기 : ⅓ → ⅔ 가 된다.

      P1 · V1 = P2 · V2 이므로

       0.6 MPa × ⅓ = P2 × ⅔, P2 = 0.3 [절대압]

       게이지 압력 = 절대압력 - 대기압력 = 0.3 MPa - 0.1 MPa = 0.2 MPa

  ③ 물 1 ㎥이 방출되는 순간에 방사되는 물의 양 (방사량)​

6. 펌프의 흡입측 배관에 버터플라이 밸브를 사용하면 안되는데 이유를 2가지를 쓰시오.  [4점] ★★★★★

  ① 물의 유체저항이 매우 커서 원활한 흡입을 방해하여 유효흡입양정이 감소되어 공동현상이 발생할 우려가 있다.

  ② 펌프 가동중에 순간적인 조작을 할 경우 수격현상이 발생할 우려가 있다.

​

7. 다음 그림을 참조하여 충압펌프의 정격토출압력 [MPa]을 구하시오. [4점] ★★★

 

[답안작성]

   충압펌프 토출압력 = 자연낙차압력 + 0.2 [MPa] = 0.1 MPa + 0.2 MPa = 0.3 MPa

​

[해설] 스프링클러설비 충압펌프의 정격토출압력

   충압펌프의 정격 토출압력 = 최고위 살수장치 (일제개방밸브의 경우는 그 밸브)의 자연압 + 0.2 [MPa] 이상이므로

    0.1 [MPa] = 10 [m]로 환산하여 계산하면 자연압(펌프로 부터 일제 개방밸브까지의 수직거리) : 10 m = 0.1 MPa

  ∴ 충압펌프의 정격토출압력 P = 0.1 MPa + 0.2 MPa = 0.3 [MPa] 이상

 

[참고] 스프링클러설비 충압펌프의 설치기준 (기동용 수압개폐장치를 기동장치로 사용할 경우에 설치)

  ① 펌프의 토출압력은 그 설비의 최고위 살수장치 (일제 개방밸브의 경우는 그 밸브)의 자연압 보다 적어도 0.2 [MPa]이

       더 크도록 하거나 가압송수장치의 정격 토출압력과 같게 할 것.

  ② 펌프의 정격토출량은 정상적인 누설량 보다 적어서는 아니되며, 스프링클러설비가 자동적으로 작동할 수 있도록 충분

       한 토출량을 유지할 것

​

8. 다음 그림은 스프링클러설비의 계통도이다. 그림을 보고 ㉠ ~ ㉣ 배관의 명칭을 각각 쓰시오.

 

[답안작성]

   ㉠ 주배관 (입상배관)      ㉡ 수평주행배관        ㉢ 교차배관          ㉣ 가지배관

 

[해설] 스프링클러설비의 배관 계통도

 

  ① 주배관 : 각 층을 수직으로 관통하는 수직 배관

  ② 급수배관 : 수원 및 옥외 송수구로 부터 스프링클러헤드에 급수하는 배관

  ③ 수평주행배관 : 교차배관으로 물을 공급하는 배관

  ④ 교차배관 : 직접 또는 수직배관을 통하여 가지배관에 급수하는 배관

  ⑤ 가지배관 : 스프링클러헤드가 설치되어 있는 배관

  ⑥ 수직배수배관 : 유수검지장치 또는 일제개방밸브가 설치된 층마다 물을 배수하는 수직 배관

​

9. 다음 그림은 스프링클러설비의 배관 일부를 나타낸 것이다. 각 물음에 답하시오.  [6점] ★★★★★

 가. 수리계산시 ① 부분의 배관 구경 [㎜]의 최소값을 구하시오.

 나. 수리계산시 ② 부분의 배관 구경 [㎜]의 최소값을 구하시오.

    ※ 스프링클러설비 유속

     ① 가지배관 : 6 [m/s] 이하

     ② 기타배관 : 10 [m/s] 이하

       ⊙ 제연설비 흡입측 : 15 [m/s] 이하

       ⊙ 제연설비 배출측 : 20 [m/s] 이하

       ⊙ 옥내 소화전 : 4 [m/s] 이하

[답안작성]

가. ①의 배관 구경 [㎜]

    Q = A · v = (π · d2/4) × v [㎥/s]​

나. ② 의 구경 [㎜]​

[참고] 각 설비별 유속 · 풍속

구 분
유속
풍속
옥내소화전설비 (토출측 주배관)
4 m/s 이하
-
스프링클러설비
가지 배관
6 m/s 이하
-
기타 배관
10 m/s 이하
-
제연설비
예상제연구역에 공기가 유입되는 순간의 풍속
-
5 m/s 이하
흡입측 풍도
-
15 m/s 이하
배출측 풍도
-
20 m/s 이하
유입 풍도
-

※ 관의 호칭 구경 (호칭경)

호칭구경A
25
32
40
50
65
80
90
100
125
150
200

​

10. 다음 그림은 스프링클러설비의 배관 일부를 나타낸 것이다. 각 물음에 답하시오.  [6점] ★★★★★

 

  가. 수리계산시 ① 부분의 배관 구경 [㎜]의 최소값을 구하시오.

  나. 수리계산시 ② 부분의 배관 구경 [㎜]의 최소값을 구하시오.

[답안작성]

  가. ①의 배관 구경 [㎜]

      Q = A · v = (π · d2/4) × v [㎥/s]​

     [답] 24.16 [㎜] (호칭구경의 경우 25 [㎜]를 선정한다.)

나. ② 의 구경 [㎜]​

   답 : 26.46 [㎜], 관의 호칭경은 32 [㎜]이나 교차배관의 최소구경은 40 [㎜] 이상이므로 40 [㎜]를 선정한다.

​

11. 스프링클러설비에는 소방대 연결송수구설비를 함께 설치하게 한다. 그 이유는 무엇 때문인지 2가지만 쓰시오 [4점]

       ★★★★★

[답안]

   ① 특정소방대상물의 자체 수원의 저수량이 부족할 때 소방차에서 물을 공급받기 위하여

   ② 가압송수장치 등의 고장시 소방차에서 물을 공급받기 위하여

[해설] 송수구

  가. 송수구 : 소화설비에 소화용수를 보급하기 위하여 건물 외벽 또는 구조물의 외벽에 설치하는 관

  나. 송수구의 설치 목적

    ① 특정소방대상물의 자체 수원의 저수량이 부족할 때 소방차에서 물을 공급받기 위하여

    ② 가압송수장치 등의 고장시 소방차에서 물을 공급받기 위하여

​

12. 다음은 습식 스프링클러설비와 건식 스프링클러 설비의 송수구 주위 배관을 나타낸 그림이다. 체크밸브, 게이트 밸브,

       자동배수밸브 및 배관을 추가하여 그림을 완성하시오. (단, 도시기호를 참조한다) [8점] ★★★

 

[답안작성]

 

[해설] 스프링클러설비 송수구 배관도

 

※ 건식 스프링클러설비는 2차측이 공기로 채워져 있으므로 1차측에 송수구를 연결한다.

  ① 접속위치

    ㉠ 건식 스프링클러설비 : 1차측 (송수구 배관을 통하여 2차측 압축공기가 빠져나갈 우려가 있다.

    ㉡ 습식, 준비작동식, 일제살수식 스프링클러설비 : 2차측 (신속한 소화와 신뢰성을 높이기 위하여)

  ② 게이트밸브 설치위치 (밸브 기준)

      모두 1차측 (밸브의 교환, 수리 또는 헤드의 교환시 가압수의 송수를 막기 위하여)

  ③ 체크밸브 및 자동배수 밸브 설치 위치

      송수구의 가까운 부분에 자동배수밸브 (또는 직경 5 ㎜의 배수공) 및 체크밸브를 설치한다.

  ④ 위 배관도는 하나의 밸브가 설치된 경우이며 다수의 밸브가 설치된 경우 송수구 배관의 접속위치는 다수의 밸브에

        하나의 송수구 배관을 1차측에 연결하여 접속한다.

 

13. 스프링클러설비의 화재안전기준상 스프링클러설비의 송수구 설치기준 5가지만 쓰시오. [8점] ★

  ① 송수구는 소방차가 쉽게 접근할 수 있는 잘 보이는 곳에 설치하되 화재층으로 부터 지면으로 떨어지는 유리창 등이

        송수구 및 그 밖의 소화작업에 지장을 주지 아니하는 장소에 설치할 것

  ② 구경 65 ㎜ 의 쌍구경으로 할 것

  ③ 송수구에는 그 가까운 곳의 보기 쉬운 곳에 송수압력범위를 표시한 표지를 할 것

  ④ 지면으로 부터 0.5 m 이상 1 m 이하의 위치에 설치할 것

  ⑤ 송수구에는 이 물질을 막기 위한 마개를 씌워야 한다.

[추가] ⑥ 폐쇄형 스프링클러헤드를 사용하는 스프링클러 설비의 송수구는 하나의 층의 단면적이 3,000 ㎡ 를 넘을 때 마다

              1개 이상 (5개를 넘을 경우 5)을 설치할 것

  ⑦ 송수구의 가까운 부분에 자동배수밸브 (또는 직경 5 ㎜ 의 배수공) 및 체크밸브를 설치할 것. 이 경우 자동배수밸브는

       배관만의 물이 잘 빠질 수 있는 위치에 설치하되, 배수로 인하여 다른 물건 또는 장소에 피해를 주지 아니하여야 한다.

​

14. 스프링클러설비에서 수조의 후드밸브로 부터 헤드까지의 배관상에 설치되는 개폐밸브에는 탬퍼스위치 (Tamper

       switch)를 설치하여야 한다. 이 탬퍼스위치의 기능과 설치위치를 4가지를 쓰시오. [6점] ★★★★

    가. 기능                   나. 설치 위치

  [답안 작성]

 가. 기능 : 급수배관에 설치하여 급수를 차단할 수 있는 개폐밸브에는 그 밸브의 개폐상태를 감시제어반에서 확인하는

                  기능

 나. 설치위치

   ① 주펌프 흡입측 급수배관에 설치된 개폐표시형 밸브

   ② 주펌프 토출측 급수배관에 설치된 개폐표시형 밸브

   ③ 옥상수조측 급수배관에 설치된 개폐표시형 밸브

   ④ 유수검지장치 및 일제개방밸브 1차측 개폐표시형 밸브

[해설] 탬퍼스위치 (Tamper Switch : TS]

 가. 탬퍼스위치 (Tamper switch : TS) : 급수배관에 설치되어 급수를 차단할 수 있는 개폐밸브에 그 밸브의 개폐상태를

        감시제어반에서 확인할 수 있도록 한 급수개폐밸브작동 표시 스위치

 나. 탬퍼스위치의 설치 장소

   ① 주펌프 흡입측 급수배관에 설치된 개폐표시형 밸브

   ② 주펌프 토출측 급수배관에 설치된 개폐표시형 밸브

   ③ 옥상수조측 급수배관에 설치된 개폐표시형 밸브

   ④ 유수검지장치 및 일제개방밸브 1차측 개폐표시형 밸브

   ⑤ 준비작동식 유수검지장치 및 일제개방밸브 2차측 개폐표시형 밸브

   ⑥ 지하수조 및 저수조 측 급수배관에 설치된 개폐표시형 밸브

   ⑦ 송수구로 부터 주배관에 이르는 연결배관측 개폐표시형 밸브 (설치된 경우)

 

15. 스프링클러설비의 배관방식 중 그리드(Grid) 방식과 루프방식(Loop)을 그리고 간단히 설명하시오. [6점] ★★★★★

   ① 그리드 방식            ② 루프 방식

[답안 작성]

   ① 그리드 방식 : 평행한 교차배관 사이에 많은 가지배관을 연결한 배관 방식으로 미작동 가지배관은 교차배관 사이의

                              물 이송을 보조한다.

 

  ② 루프방식 : 작동중인 스프링클러 헤드에 2 이상의 배관에서 소화수가 공급되도록 여러개의 교차배관이 서로 접속되어

                         있는 배관방식으로 가지배관은 서로 접속되어 있지 않다.

 

[참고] 스프링클러 가지배관 방식

  1. 트리방식

  2. 루프방식

  3. 격자(그리드) 방식

 

[해설] 스프링클러설비의 가지배관 방식

가. 트리 (Tree) 배관방식

  ① 각 헤드까지 단일 방향으로 유수되는 배관방식 (주배관 → 수평주행배관 → 교차배관 → 가지배관)

  ② 하나의 배관에서 여러개의 배관을 분기시킨다.

  ③ 스프링클러설비에서 가장 많이 이용되는 배관방식이다.

 

나. 루프(Loop) 배관방식

  ① 작동중인 스프링클러헤드의 2 이상의 배관에서 소화수가 공급되도록 여러개의 교차 배관이 서로 접속되어 있는 배관

        방식으로 가지배관은 서로 접속되어 있지 않다.

  ② 장점

    ㉠ 격자(Grid) 배관 방식에 비해 수리계산이 쉽다.

    ㉡ 릴리프 밸브의 설치 규정이 없다.

    ③ 단점 : 헤드별로 동일한 압력 분포를 가지지 못한다.

 

다. 격자 (Grid) 배관 방식

  ① 평행한 교차배관 사이에 많은 가지배관을 연결한 배관방식으로 미작동 가지배관은 교차 배관 물 이송을 보조한다.

  ② 장점

    ㉠ 유수의 흐름이 분산되어 압력손실이 작다.

    ㉡ 배관 도중에의 막힘 또는 수리에도 대처가 가능하다.

    ㉢ 설비의 증설 · 변경이 용이하다.

    ㉣ 헤드별로 고른 압력 분포를 가진다.

    ㉤ 한쪽 가지배관의 헤드수 (8개) 제한이 없다.

  ③ 단점

    ㉠ 수리계산이 복잡하여 컴퓨터 프로그램으로 설계해야 한다.

    ㉡ 배관의 체적이 커짐에 따라 배관내의 공기량이 많아져 소화수의 이송 및 방사가 지연되므로 건식 및 준비작동식 스프

         링클러설비에는 적용할 수 없다.

    ㉢ 배관내의 공기 배출 및 열팽창으로 인한 압력변동을 배출하기 위하여 릴리프 밸브를 설치해야 한다.

 

16. 스프링클러 설비의 배관방식 중 트리(Tree)방식과 격자(Grid)방식이 있다. 이 두 방식을 비교하여 설명하고 격자 (Grid)

      방식의 문제점을 화재안전기준에 의하여 쓰시오.  [6점] ★★★★★

  ① 트리방식 : 각 헤드까지 단일 방향으로 유수되는 배관방식 (주배관 → 수평주행배관 → 교차배관 → 가지배관)

  ② 격자방식 : 평행한 교차배관 사이에 많은 가지배관을 연결한 배관방식으로 미작동 가지배관은 교차배관 사의의

                         물 이송을 보조한다.

  ③ 격자방식의 문제점 : 배관의 체적이 커짐에 따라 배관내의 공기량이 많아져 소화수의 이송 및 방사가 지연된다.

​

17. 스프링클러 설비의 가지배관에 대한 다음 각 물음에 답하시오. [6점] ★★★★★

  가. 배관방식을 토너먼트 방식으로 하지 않는 이유 2가지를 쓰시오.

  나. 토너먼트 방식이 적용되는 소화설비 4가지를 쓰시오.

[답안작성]

  가. 토너먼트 방식을 이용하지 않는 이유 2가지

    ① 유체의 마찰손실이 크기 때문에 규정방수량 및 방수압력을 유지하기 곤란하므로

    ② 수격작용에 의한 배관 등의 파손을 방지하기 위하여

  나. 토너먼트 방식이 적용되는 소화설비 4가지

    ① 이산화탄소 소화설비

    ② 할론 소화설비

    ③ 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비

    ④ 분말 소화설비

 

  ※ 토너먼트 방식은 수계 소화설비에는 적용할 수 없지만 압축공기포 소화설비에는 사용해야 하는 의무사항이다.

  ※ 토너먼트 방식

    ① 유리한 설비 : 이산화탄소, 할론, 분말, 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비, 압축공기포 소화설비

    ② 적용설비 : 이산화탄소, 할론, 분말, 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비

    ③ 꼭 해야 할 소화설비 : 압축 공기포 소화설비

​

18. 스프링클러 설비에 있어서 폐쇄형 헤드를 설치한 경우 헤드의 방수상태 확인을 위해 꼭 해야 하는 장치의 명칭 및 구성

       요소를 쓰고 그 장치를 설치하는 이유를 간단히 쓰시오 [6점] ★★★★★

   ① 명 칭            ② 구성요소            ③ 설치장소

[답안 작성]

   ① 명칭 : 시험장치

   ② 구성요소 : ㉠ 압력계     ㉡ 개폐밸브      ㉢ 개방형 헤드

   ③ 설치이유 : ㉠ 유수검지장치의 기능(성능) 확인

                         ㉡ 규정 방수량 및 방수압력 확인

[해설] 시험장치

  가. 시험장치 : 유수검지장치의 성능을 시험하는 장치

 

나. 시험배관의 설치 목적

   ① 유수검지장치의 기능 (성능) 확인

   ② 규정 방수량 및 방수압 확인

   ③ 음향경보장치의 작동 확인

   ④ 제어반의 화재표시등 및 밸브개방표시등 점등 확인

   ⑤ 펌프의 자동기동 확인

​

19. 스프링클러설비의 가지배관상에 헤드를 부착하는 경우 필요한 관부속품의 명칭 및 규격을 쓰시오. [4점] ★★★★★

[답안]

 가. 관부속품의 명칭

   ① 상향식 또는 하향식의 경우 : 티, 니플, 리듀셔

   ② 회향식의 경우 : 티, 니플, 엘보, 리듀셔

나. 관부속품의 규격

  ① 상향식 또는 하향식의 경우

       ▣ 티 (25A × 25 A × 25 A), 니플 (25 A), 리듀셔 (25A × 15A)

  ② 회향식의 경우

       ▣ 티 (25A × 25 A × 25 A), 니플 (25A), 엘보 (25 A × 15 A), 리듀셔 (25 A × 15 A)

​

[해설] 스프링클러설비의 가지배관 헤드 설치시 필요한 부속품

  가. 상향식 또는 하향식의 경우

 

  나. 회향식의 경우

 

[참고] 관부속품 (관 이음쇠)

 

​

 

#스프링클러설비 #회향식 #헤드 #리듀셔 #플랜지 #시험배관 #엘보 #격자방식 #트리방식 #토너먼트방식 #델루지밸브 #프리액션밸브 #가지배관 #수평주행배관 #교차배관

#충압펌프 #압력수조 #낙차 #유효수량 #후드밸브 #루프방식

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1. 어느 9층 백화점에 습식 스프링클러설비를 하려고 한다. 다음 조건을 참조하여 각 물음에 답하시오. [6점] ★★★★★

[조건]

  ① 최고위 헤드의 방사압은 0.11 [MPa]이다.

  ② 스프링클러 헤드의 오리피스 직경은 11 [㎜]이다.

  ③ 펌프 토출측으로 부터 최상단 스프링클러 헤드까지의 수직거리는 50 [m] 이다.

  ④ 연성계의 지시압은 300 [㎜Hg]이다.

  ⑤ 배관의 마찰손실수두는 펌프 토출측으로 부터 최상단 헤드까지 높이의 40 [%] 이다.

  ⑥ 기계효율 95 %, 수력효율 90 %, 체적효율 80 % 이다.

가. 펌프의 전양정 [m]을 구하시오.

나. 수원의 양 [㎥]을 구하시오.

다. 펌프의 축동력 [kW]을 구하시오.

 

[답안작성]

 가. 펌프의 전양정 [m]

    전양정 H = h1 + h2 + 10 [m]

    실양정 h2 : 흡입양정 : (300 [㎜Hg] / 760 [㎜Hg] ) × 10.332 [m] = 4.078 [m]

                       토출양정 : 50 [m]

                h2 = 4.078 m + 50 m = 54.078 [m]

     마찰손실 양정 h1 = 50 m × 40% = 50 × 0.4 = 20 [m]

   ∴ 전양정 H = h1 + h2 + 11 = 20 m + 54.078 m + 11 m = 85.078 [m]

     ※ 스프링클러 헤드 의 방수압이 0.11[MPa] 이므로 이를 수두로 환산하면 11 [m]이다.

나. 수원의 양 [㎥]

   ※ 오리피스의 직경이 주어지면 다음식으로 구한다.​

   유량 Q=83.71 [ℓ/min] × 20 [min] × 30개 = 50,226 [ℓ] = 50.23 [㎥]

다. 펌프의 축동력 [kW]​

   전효율 η = 0.9 × 0.95 × 0.8 = 0684

[참고] 스프링클러설비의 수원의 양 (저수량) (폐쇄형 헤드를 사용하는 경우) (29층 이하)

   ※ 문제에서 방사압과 오리피스 직경이 주어진 경우​

      여기서, Q : 방수량 [ℓ/min]

                  D : 구경 (직경) [㎜]

                  P : 방수압(방사압) [MPa]

                  T : 방사시간 (29층 이하 : 20 [min])

                   N : 기준개수 (백화점(판매시설) : 30개)

▣ 폐쇄형 헤드의 설치장소별 기준 개수 (NFSC 103 제4조 ①, 1)

설 치 장 소
기준개수
⊙ 지하가
⊙ 지하역사
⊙ 지하층을 제외한 11층 이상 (아파트 제외)
30 개
지하층을
제외한
10층 이하
공장 또는 창고 (특수가연물 저장 · 취급하는 것)
근린생활시설, 판매시설
운수시설, 복합건축물
판매시설
복합건축물(판매시설이 설치된 경우)
기 타
20 개
기 타
헤드의 부착높이 8 m 이상
헤드의 부착 높이 8 m 미만
10 개
아 파 트
 

​

2. 지상 16층 짜리 어느 아파트에 스프링클러설비를 설치하려고 한다. 다음 조건을 이용하여 각 물음에 답하시오. (단, 층별

     방호면적은 990 [㎡]로서 헤드의 방사압력은 0.1 [MPa]이다.) [6점] ★★★★★

[조건]

  ① 실양정 : 65 m

  ② 배관, 관부속품의 총 마찰손실수두 : 25 m

  ③ 배관내 유속 : 2 [m/sec]

  ④ 효율 : 60 %

  ⑤ 전달계수 : 1.1

가. 이 설비의 펌프 토출량 [ℓ/min]을 구하시오. (단, 헤드의 기준개수는 최대치를 사용할 것)

나. 이 설비가 확보하여야 할 수원의 양 [㎥]을 구하시오.

다. 가압송수장치의 축동력 [kW]를 구하시오.

[문제풀이]

  가. 펌프의 토출량 [ℓ/min]

        유량 Q = 80 [ℓ/min] × N = 80 [ℓ/min] ×10개 = 800 [ℓ/min]

  나. 수원의 양 [㎥]

        수원의 양 Q = 1.6 [㎥] × N = 1.6 [㎥] × 10 = 16 [㎥]

  다. 가압송수장치의 축동력

       전양정 H = h1 + h2 + 10 = 25 m + 65 m + 10 m = 100 m​

3. 지하 1층, 지상 13층의 어느 건물에 있어서 11층 이상에 화재안전기준과 다음 조건에 따라 스프링클러설비를 설계하려

    고 한다. 다음 각 물음에 답하시오. [12점] ★★★★★

[조건]

  ① 11층과 12층에 설치하는 폐쇄형 스프링클러 헤드의 수량은 각각 80개 이다.

  ② 수직배관의 내경은 150 [㎜] 이고 높이는 40 m이다.

  ③ 펌프의 후드밸브로 부터 최상층 스프링클러 헤드 까지의 실고는 50 m이다.

  ④ 수직배관의 마찰손실수두를 제외한 펌프의 후드밸브로 부터 최상층 즉, 가장 먼 스프링클러헤드까지의 마찰 및

       저항손실수두는 15 m이다.

  ⑤ 모든 규격치는 최소량을 적용한다.

  ⑥ 펌프의 효율은 60 % 이다.

가. 펌프의 최소유량 [ℓ/min]을 구하시오.

나. 수원의 최소유효수량 [㎥]을 구하시오.

다. 수직배관에서의 마찰손실수두 [m] 를 구하시오. (단, 수직배관은 직관으로 간주. Darcy-Weisbach의 식을 사용하며

      마찰손실계수는 0.02 이다.)

라. 펌프의 최소 양정 [m]을 구하시오.

마. 펌프의 축동력 [kW]을 구하시오.

바. 불연재료로 된 천장에 헤드를 다음 그림과 같이 정방형으로 배치하려고 한다. A 및 B의 최대길이를 구하시오.

      (단, 건물은 내화구조이다.)

 
 

가. 펌프의 최소 유량 [ℓ/min]

      유량 Q = 80 [ℓ/min] × N = 80 [ℓ/min] × 30개 = 2,400 [ℓ/min]

나. 수원의 최소 유효수량 [㎥]

      최소 유량 Q = 1.6 [㎥] × N = 1.6 [㎥] × 30 개 = 48 [㎥]

다. 마찰손실수두 [m] (Darcy-Weisbach 식 이용)​

라. 펌프의 최소 양정 : H = h1 + h2 + 10

           h1 = 15 m + 1.4 m = 16.4 [m]

           h2 = 50 [m]

         ∴ 전양정 H = h1 + h2 + 10 = 16.4 m + 50 m +10 = 76.4 [m]

마. 펌프의 축동력

바. 정방향 헤드의 설치 간격

    ① 헤드간 간격

         간격 S = 2 R cos 45˚ = 2 × 2.3 [m] × cos 45˚ = 3.25 [m]

    ② 벽과의 간격

          D = S/2 =3.25/2 =1.625 ≒ 1.63 [m]

​

[참고] 스프링클러헤드 정방형 설치 간격

  ▣ 정방형 설치간격

      S = 2 R cos 45˚ [m]

      L = S : 수평거리, 배관 간격 [m]

             R : 수평거리

  ⊙ 가로개수 : 실가로길이 (30m) ÷ (2 R cos 45°)

  ⊙ 세로개수 : 실세로길이 (20m) ÷ (2 R cos 45°)

 

※ R 값

   ⊙ 무대부, 특수가연물 : 1.7 m 이내

   ⊙ 비내화구조 : 2.1 m 이내

   ⊙ 내화구조 : 2.3 m 이내

   ⊙ 일반래크식 창고 : 2.5 m 이내

   ⊙ 아파트, 공동주책 : 3.2 m 이내

   ⊙ 포설비는 무조건 : 2.1 [m] 이내

​

[참고] 스프링클러 헤드의 배치기준

설 치 장 소
배치기준 (R)
⊙ 무대부
⊙ 특수가연물을 저장 또는 취급하는 장소  (래크식 창고 포함)
수평거리 1.7 m 이하
⊙ 기타 구조
수평거리 2.1 m 이하
⊙ 내화구조
수평거리 2.3 m 이하
⊙ 래크식 창고 (일반물품)
수평거리 2.5 m 이하
⊙ 공동주택(아파트) 세대내의 거실
수평거리 3.2 m 이하

※ 포 소화설비는 무조건 : 2.1 m 이하

  ▣ 문제의 단서에서 내화구조이므로 수평거리 (R)는 2.3 m 이하이다.

    ① A의 최대길이 : S = 2 R cos 45° = 2 × 2.3 × cos 45˚ = 3.25 m

    ② B의 최대길이 : ½ S = ½ × 3.25 = 1.625 m ≒ 1.63 m

​

4. 지하 2층, 지상 15층인 어느 건물에 다음과 같은 조건으로 스프링클러설비를 설계하려고 한다. 각 물음에 답하시오.

    [8점] ★★★★★

[조건]

  ① 건축물은 내화구조이며 지상층 (지상 1층 ~ 지상 15층)의 평면도는 다음과 같다.

 

  ② 펌프의 후드밸브로 부터 최상층 헤드까지의 실양정은 40 m 이며 배관의 마찰손실과 관부속품에 대한 마찰손실의 합은

       12 m 이다.

  ③ 펌프의 효율은 65 % 이며 펌프의 동력전달계수의 여유율은 10 % 이다.

가. 전체 지상층에 설치하여야 할 스프링클러 헤드 개수는 정방향으로 배치할 경우 몇 개인가 ?

나. 소화수 공급 입상배관의 배관 구경은 호칭경으로 몇 [㎜]로 하여야 하는가 ? (단, 배관내측 유속은 4 [m/s]이하이다.)

다. 펌프의 전양정 [m]은 얼마인가 ?

라. 펌프의 전동력 [kW]은 얼마인가 ?

 [문제풀이]

가. 스프링클러설비 헤드의 수

  ▣ 설치간격 S = 2 R cos 45 ° = 2 × 2.3 m × cos 45° = 3.252 [m]

    ⊙ 가로 설치개수 : 30 ÷ 3.252 = 9.225 ≒ 10 개

    ⊙ 세로 설치개수 : 20 ÷ 3.252 = 6.45 ≒ 7 개

    ⊙ 한 층의 설치 개수 : 10개 × 7개 = 70 개

    ⊙ 전체 지상층 헤드 설치 개수 = 70 개 × 15층 = 1,050 개

나. 배관의 호칭 구경

   ① 유량 Q = 80 [ℓ/min] × 30 개 = 2,400 [ℓ/min]

   ② 유량 Q = A · v = (π/4 ×d2) · v

   ∴ 호칭구경은 125 [㎜] 를 선정한다.

다. 펌프의 전양정 [m]

      전양정 H = h1 + h2 + 10 = 12 m + 40 m + 10 m = 62 m

라. 펌프의 전동력 [kW]​

5. 어느 백화점 건물의 8층에 그림과 같이 습식 스프링클러설비를 설치하려고 한다. 다음 그림 및 조건을 참조하여

      각 물음에 답하시오. [20점] ★★★★★

 
 

※ 위 그림에서 스프링클러 헤드의 가지배관이 막혀 있으므로 전체 헤드수는 8개이다.

     만약 가지배관이 물결 모양이면 생략한 것이므로 헤드 개수는 기준개수를 적용한다.

※ 낙차압력에는 토출양정에 옥상수조압 5 [m]을 더하고 토출양정에는 더하지 않는다.

​

[조건]

  ① 펌프에서 최고위 말단 헤드까지의 배관 및 부속류의 총 마찰손실은 펌프 자연낙차압의 40% 이다.

  ② 펌프의 진공계 눈금은 550 [㎜Hg]이다.

  ③ 펌프의 체적효율 (ηv)은 0.95, 기계효율(ηm)은 0.95, 수력효율 (ηh)은 0.75 이다.

  ④ 전동기 전달계수 (여유계수)는 1.1 이다.

  ⑤ 표준대기압 상태이다.

가. 주펌프의 양정 [m]을 구하시오.

나. 주펌프의 토출량 [ℓ/min]을 구하시오.

다. 주펌프의 전효율 [%]을 구하시오.

라. 주펌프의 수동력 [kW], 축동력 [kW], 전동력 [kW]을 구하시오.

   ① 수동력       ② 축동력         ③ 전동력

마. 건식 스프링클러설비일 경우 A의 말단시험배관 설치방법을 그림으로 나타내시오.

바. 배관의 신축이음 종류를 5가지 쓰시오.

사. 다음의 소방용 탄소강관의 명칭을 쓰시오.

관의 종류
개관 명칭
KS 규격
SPP
①
KS D 3507
SPPS
②
KS D 3562
SPPH
③
KS D 3564
SPHT
④
KS D 3570

아. 유량이 80 [ℓ/s]이고 ⓒ관의 마찰손실은 3 [m]이며, ⓑ관의 유량이 20 [ℓ/s]일 때, ⓒ관의 유량 [ℓ/s]과 직경 [㎜]을

      구하시오. (단, 하젠-윌리엄스의 공식을 사용하고 조도는 100 이다.)

 

   ① 유량               ② 직경

​

[문제풀이]

 가. 주펌프의 양정 [m] H = h1 + h2 + 10

       h1 = 자연낙차압 (40 m + 5 m) × 40 % = 45 × 0.4 = 18 [m]

      ※ 자연낙차압에는 옥상수조압 5 [m]를 적용한다.

       h2 : 흡입양정 : (550[㎜Hg] / 760 [㎜Hg]) × 10.332 m = 7.477 [m]

              토출양정 : 40 m

       ∴ h2 = 7.477 m + 40 m = 47.477 m

       ∴ 전양정 H = h1 + h2 + 10 = 18 m + 47.477 m +10 = 75.477 ≒ 75.48 [m]

 나. 펌프의 토출량 [ℓ/min]

       Q = 80 [ℓ/min] × N = 80 [ℓ/min] × 8 = 640 [ℓ/min]

    ※ 스프링클러설비의 가지배관이 막혀 있으므로 헤드의 개수는 8개이다. 만약에 가지배관의 끝부분이 물결처리

        되었다면 생략한 것이므로 기준개수를 적용한다.

다. 주펌프의 전효율 (η)

       전효율 η = η수력효율 × η체적효율 × η기계효율 = 0.75 × 0.95 × 0.95 = 0.67687

라. 펌프의 수동력[kW], 축동력[kW], 전동력 [kW]은 ?

   ① 수동력 P =0.163 QH = 0.163 × 0.64 × 75.48 = 7.784 ≒ 7.87 [kW]​

마. 건식 스프링클러설비일 경우 A의 말단시험배관 설치방법을 그림으로 나타내시오.

 

바. 배관의 신축이음의 종류

   ① 슬리브형 이음       ② 벨로스형 이음           ③ 루프형 이음           ④ 스위블형 이음          ⑤ 볼 조인트

사. 소방용 탄소강관

   ① 배관용 탄소강관    ② 압력배관용 탄소강관      ③ 고압배관용 탄소강관      ④ 고온배관용 탄소강관

아. 유량 [ℓ/s] 및 직경 [㎜]

  ① 유량

     전체 유량 = ⓑ 관 유량 + ⓒ 관 유량

     ⓒ 관 유량 = 전체 유량 - ⓑ 관 유량 = 80 [ℓ/s] - 20 [ℓ/s] = 60 [ℓ/s]

② 직경 [㎜]

    ㉠ △P (마찰손실압력) : 문제에서 3 [m]로 제시되었으므로 0.1[MPa] = 10 [m]로 환산하면 0.03 [MPa]이다.

    ㉡ Q (유량) : ① 에서 구한 값 60 [ℓ/s]이다.

    ㉢ C (조도) : 문제의 단서에서 100 이다.

    ㉣ L (배관의 길이) : 문제의 그림에서 300 [m] 이다.​

※ 하젠-윌리엄스의 마찰손실압력 산정식​

        여기서, △P : 마찰손실압력 [MPa]

                     Q : 유량 [ℓ/min]

                     C : 관의 조도

                     D : 관의 내경 [㎜]

                      L : 관의 길이 [m]

               ※ 등가길이 (L)을 적용할 것

​

[참고] 시험장치 설치 기준

  ① 습식스프링클러설비 및 부압식 스프링클러설비에 있어서는 유수검지장치 2차측 배관에 연결하여 설치하고 건식

        스프링클러설비인 경우 유수검지장치에서 가장 먼 거리에 위치한 가지배관의 끝으로 부터 연결하여 설치할 것.

        유수검지장치 2차측 설비의 내용적이 2,840[ℓ]를 초과하는 건식 스프링클러설비의 경우 시험장치 개폐밸브를 완전

        개방후 1분 이내에 물이 방사되어야 한다.

  ② 시험장치 배관의 구경은 25 [㎜] (화재조기진압용 스프링클러설비 : 32 [㎜]) 이상으로 하고 그 끝에 개폐밸브 및 개방형

       헤드 또는 스프링클러 헤드와 동등한 방수성능을 가진 오리피스를 설치할 것. 이 경우 개방형 헤드는 반사판 및 프레임

       을 제거한 오리피스만으로 설치할 수 있다.

  ③ 시험배관의 끝에는 물받이 통 및 배수관을 설치하여 시험중 방사된 물이 바닥에 흘러 내리지 아니하도록 할 것 (목욕

        실, 화장실 또는 그 밖의 곳으로서 배수처리가 쉬운 장소에 시험배관을 설치한 경우는 제외)

​

[참고] 배관용 강관의 종류

  ① 배관용 탄소강관 (SPP, KS D 3507) : 1.2 MPa 이하, 350 ℃ 이하에서 사용

  ② 압력배관용 탄소강관 (SPPS, KS D 3564) : 1.2~10 MPa 이상, 350 ℃ 이하에 사용

  ③ 고압배관용 탄소강관 (SPPH, KS D 3564) : 10 MPa 이상, 350℃ 이하에 사용

  ④ 저온배관용 탄소강관 (SPLT, KS D 3569) : 0℃ 이하에 사용

  ⑤ 고온배관용 탄소강관 (SPHT, KS D 3570) : 350℃ 이상에 사용

  ⑥ 배관용 스테인리스강관 (STS-TP KS D 3576) : 내식용 · 저온용 · 고온용 등에 사용

​

[참고] 배관용 강관의 종류

관의 종류
개관 명칭
KS 규격
SPP
배관용 탄소강관
KS D 3507
SPPS
압력배관용 탄소강관
KS D 3562
SPPH
고압배관용 탄소강관
KS D 3564
SPHT
고온배관용 탄소강관
KS D 3570
SPLT
저온배관용 탄소강관
KS D 3569
STS-TP
배관용스테인리스 강관
KS D 3576

​

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1. 스프링클러설비에서 헤드 선단에서의 방수압력이 0.25 [MPa]이었다. 표준형 헤드를 설치하였을 경우 헤드에서의 방수

    량 [ℓ/min]은 얼마인가 ? [3점] ★★★★★

 

[문제풀이]

 ※ 스프링클러설비에서 표준형 헤드라는 말이 나오면 법정 K값은 80을 적용한다.​

[해설] 방수량​

           여기서, Q : 방수량 [ℓ/min]

                        K : 방출계수

                        P : 방수압력 [MPa]

※ 방출계수

호칭 (A)
K
건식 스프링클러의 K
10
50 ± 3
50 ± 5
15 (표준형 헤드)
80 ± 4
80 ± 6
20
115 ± 6
115 ± 9

  ※ 문제에서 표준형 헤드를 설치하였으므로

2. 스프링클러설비의 오리피스 내경이 25[㎜]이고 방수량이 100[ℓ/min]일 때 방수압력 [MPa]은 얼마인가 ? [3점]

     ★★★★★

[문제풀이]​

3. 스프링클러설비의 스프링클러 헤드에서 방사되는 방수량 [ℓ/min]을 최소 방수량과 최대 방수량으로 구분하여 계산

     하시오. (단, 방출계수 K = 80 이고, 속도수두는 계산에 포함하지 않는다.) [4점] ★★★★★

  가. 최소 방수량                 나. 최대 방수량

 

[답안작성]

가. 최소 방수량​

나. 최대 방수량​

[해설] 방수량​

          여기서, Q : 방수량 [ℓ/min]

                       K : 방출계수

                        P : 방수압력 [MPa]

   ※ 스프링클러설비의 최소 방수압력 : 0.1 [MPa]

       스프링클러설비의 최대 방수압력 : 1.2 [MPa]

​

[참고] 각 설비별 방수압 · 방수량

구 분
방수압
방수량
옥내소화전설비
0.17 [MPa] 이상
(0.7 MPa 초과시 감압장치 설치)
130 [ℓ/min] 이상
(옥내 소화전 최대 2개)
옥외소화전설비
0.25 [MPa] 이상
(0.7 MPa 초과시 감압장치 설치)
350 [ℓ/min] 이상
(옥외 소화전 최대 2개)
간이스프링클러 설비
0.1 [MPa] 이상
50 [ℓ/min] 이상
드렌처 설비
0.1 [MPa] 이상
80 [ℓ/min] 이상
압축공기포
소화설비
특수가연물
2.3 [ℓ/min·㎡] 이상
기타의 것
1.63 [ℓ/min·㎡] 이상
연결송수관설비
0.35 [MPa] 이상
⊙ 2,400 [ℓ/min] 이상
(계단식 아파트 : 1,200ℓ/min  이상)
▶ 해당층에 설치된 방수구가 
3개초과 (최대 5개)시 방수구 마다
800[ℓ/min] (계단식 아파트 400[ℓ/min] 을 가산
소화용수설비
0.15 [MPa] 이상
(소화수조가 옥상 또는 옥탑에
설치된 경우에는 지상에 설치된
채수구에서의 압력)
⊙ 수원의 양
▶ 20~40 ㎥ 미만  : 1,100 [ℓ/min] 이상
40 ~ 100 ㎥ 미만  : 2,200 [ℓ/min] 이상
100 ㎥ 이상 : 3,300 [ℓ/min] 이상

​

4. 펌프에서 가장 가까운 스프링클러헤드의 방사압력이 0.4 [MPa]일 때 방수량이 140 [ℓ/min] 이었다. 펌프에서 가장 먼

    스프링클러헤드의 방사압력이 0.3 [MPa]일 때 방수량 [ℓ/min]은 얼마인가 ? [4점] ★★★★★

[문제풀이]​

[해설] 방수량​

           여기서, Q : 방수량 [ℓ/min],        K : 방출계수,           P : 방사압력 [MPa]

​

5. 지상 10층 건물의 백화점에 습식 스프링클러 설비를 설치하려고 한다. 화재안전기준에 따라 다음 각 물음에 답하시오.

    [4점] ★★★★★

가. 용량유량 [㎥/sec]을 구하시오.

나. 중량유량 [N/sec]을 구하시오.

 

[문제풀이]

가. 용량 유량 [㎥/sec]

     Q = 80 [ℓ/min] × N = 80 [ℓ/min] × 30 = 2,400 [ℓ/min] = 2.4 [㎥/min] × 1/60 = 0.04 [㎥/sec]

나. 중량 유량 [N/sec]

     G = Q · γ = 0.04 [㎥/sec] × 9,800[N/㎥] = 392 [N/sec]

 

[해설] 용량유량 · 중량유량

▣ 폐쇄형 헤드의 설치 장소별 기준 개수 (NFSC 103 제4조 ①, 1)

설치 장소
기준개수
⊙ 지하가
⊙ 지하역사
⊙ 지하층을 제외한 11층 이상 (아파트 제외)
30 개
지하층을
제외한
10층 이하
공장 또는 창고 (특수가연물을 저장 · 취급하는 것)
근린생활시설, 판매시설,
운수시설, 복합건축물
판매시설
복합건축물(판매시설이설치된 경우)
기 타
20개
기 타
헤드의 부착높이 8m 이상
헤드의 부착높이 8m 미만
10 개
아파트

가. 용량 유량 (체적유량)

 ▣ 스프링클러설비의 토출량 (유량)

    Q = 80 [ℓ/min] × N

     여기서, Q : 토출량(유량) [ℓ/min]

                  N : 기준개수 (각층 (세대)의 설치개수가 기준개수보다 작을 경우 설치개수를 적용)

  ⊙ 문제에서 백화점(판매시설)이므로 기준개수(N)는 위 표에 의해 30개 이다.

       Q = 80 [ℓ/min] × 30개 = 2.4 [㎥/min] = 2.4 [㎥/min] × 1[min] /60 [sec]  = 0.04 [㎥/sec]

나. 중력유량 [N/sec]

    G = Q · γ = A · v · γ [N/sec]

    여기서, G : 중량 유량 [N/sec]

                 Q : 용량유량(체적유량) [㎥/sec]

                  A : 단면적 [㎡] = (πd2/4) [㎡]

                  v : 유속 [m/sec]

                  γ : 물의 비중량 [9,800 [N/㎥]

                  d : 내경 [m]

      ∴ 중량유량 G = 0.04 [㎥/sec] × 9,800 [N/㎥] = 392 [N/sec]

​

6. 스프링클러설비가 설치된 어느 건물의 최고층 건물 높이가 80 [m]이고 헤드가 최고층 까지 설치되어 있다. 다음 조건을

    참조하여 충압펌프의 전동기 용량[kW]을 구하시오.  [4점] ★★★★

[조건]

  ① 펌프의 토출량은 150 [ℓ/min] 이다.

  ② 펌프의 효율은 65 % 이다.

  ③ 펌프의 전동기는 직결로 연결되어 있고 전달계수는 1.1 이다.

[문제 풀이]

  ▣ 충압펌프의 토출양정 H = 실양정 + 자연낙차압 보다 0.2 [MPa]

     ∴ 토출양정 H = 80 [m] + 20 [m] = 100 [m]​

[해설] 전동기 (펌프)의 용량

           여기서, P : 전동력 [kW],    Q : 토출량 [㎥/min],     H : 전양정 [m],

                        K : 전달계수,         η : 효율

 ▣ 충압펌프의 토출양정 (전양정) (H)

   ⊙ 충압펌프의 토출양정 = 최고위 살수장치(일제개방밸브의 경우는 그 밸브)의 자연압+ 0.2[MPa] 이므로

        0.1 [MPa] = 10 [m]로 환산하여 계산하면

  ① 건물 높이 80 [m]

  ② 0.2 [MPa] = 20 [m]

  ③ 충압펌프의 토출양정 (전양정) : 80 [m] + 20 [m] = 100 [m]

     ⊙ 토출량 (Q) : 150 [ℓ/min] = 0.15 [㎥/min]

     ⊙ 전달계수 : 1.1, 전효율 : 65 % = 0.65​

[참고] 스프링클러설비 충압펌프의 설치기준 (기동용 수압개폐장치를 기동장치로 사용할 경우에 설치)

  ① 펌프의 토출압력은 그 설비의 최고위 살수장치 (일제개방밸브의 경우 그 밸브)의 자연압 모다 적어도 0.2 [MPa] 이

       더 크도록 하거나 가압송수장치의 정격토출압력과 같게 할 것.

  ② 펌프의 정격 토출량은 정상적인 누설량 보다 적어서는 아니되며, 스프링클러설비가 자동적으로 작동될 수 있는 충분한

       토출량을 유지할 것.

​

7. 어느 건물에 다음과 같이 스프링클러설비를 설치하였다. 조건을 참조하여 각 물음에 답하시오. [6점] ★★★★★

 

[조건]

  ① 화재시 개방되는 헤드수는 10개로 한다.

  ② 직관장의 길이는 70 [m]이다.

  ③ 배관상 마찰손실수두는 직관장 길이의 30 %로 한다.

  ④ 펌프모터 소요동력 계산식은 P(kW) = (0.163 QH / E) × k 로 한다.

  ⑤ 펌프의 효율은 60 %, 전동기 직결이며 전달계수 (k)는 1.1 이다.

가. 펌프의 최소 토출량 [ℓ/min]을 구하시오.

나. 전양정 [m]를 구하시오.

다. 펌프모터의 소요동력[kW]을 구하시오.

 

[문제풀이]

가. 펌프의 최소 유량 [ℓ/min]

      Q = 80 [ℓ/min] × N = 80 [ℓ/min] × 10개 = 800 [ℓ/min]

나. 전양정

     H = h1 + h2 + 10 [m]

     h1 : 70 [m] × 30 [%] = 70 [m] × 0.3 = 21 [m]

     h2 : 25 [m]

   ∴ H = h1 + h2 + 10 [m] = 21 m + 25 m + 10 m = 56 [m]

다. 펌프의 소요동력 [kW]

[해설] 스프링클러설비의 토출량 · 전양정 · 펌프모터의 소요동력

 가. 스프링클러설비의 토출량

        Q = 80 [ℓ/min] × N

        여기서, Q : 토출량 (유량) [ℓ/min]

                     N : 기준개수 (각 층(세대)의 설치개수가 기준개수 보다 작을 경우 설치개수를 적용

   ⊙ 조건 ① 에서 화재시 개방되는 헤드 수가 10개 이므로 기준개수 (N)은 10개 이다.

         Q = 80 [ℓ/min] × 10 개 = 800 [ℓ/min]

나. 스프링클러설비의 전양정 (펌프방식)

      H = h1 + h2 + 10 [m]

      여기서, H : 전양정 [m]

                   h1 : 배관 및 관부속품의 마찰손실수두 [m]

                   h2 : 실양정 (흡입양정 + 토출양정) [m]

                   10 : 스프링클러설비 규정방수압력의 환산수두 [m] (0.1[MPa] → 약 10[m])

      ⊙ h1 : 조건 ③에서 배관상 마찰손실수두는 직관장 길이의 30[%]이므로 70[m] × 0.3 = 21 [m]이다.

      ⊙ h2 : 문제의 그림에서 25 [m] 이다. (흡입양정은 그림에 주어지지 않았으므로 무시한다.)

     ∴ H = 21 [m] + 25 [m] +10 [m] = 56 [m]

다. 펌프모터의 소요동력 (kW]​

[참고] 전동기(펌프)의 동력

  ① 수동력 P = 0.163 QH (효율(η) 및 전달계수(k)를 고려하지 않는 순수한 동력)

  ② 축동력 : 수동력에 효율(η)을 보정한 실질적인 동력​

  ③ 전동력 : 축동력에 전달계수 (K)를 고려한 동력​

         여기서, P : 전동력 [kW],    Q : 토출량(유량) [㎥/min],      H : 전양정 (전수두) [m]

                       k : 전달계수 (전동기 직결 펌프 1.1, 기타펌프(내연기관(엔진)펌프) : 1.15 ~1.2

                       η : 전효율 (η전효율 = η수력효율 × η체적효율 × η기계효율)

​

8. 7층 건물의 전 층에 스프링클러설비를 하려고 한다. 주어진 조건을 이용하여 화재안전기준에서 규정한 방수압력과

     방수량을 만족할 수 있도록 각 물음에 답하시오. [6점]  ★★★★★

[조건]

  ① 펌프로 부터 가장 멀리 떨어진 스프링클러 헤드까지의 배관길이는 70 [m]이다.

  ② 펌프는 전동기와 직결시켜 설치하며 동력 전달계수는 1.1 이다.

  ③ 펌프의 운전효율은 60 % 이다.

  ④ 배관의 마찰손실수두의 합계는 직관상의 30 %라고 가정한다.

  ⑤ 펌르의 실양정은 25 [m] 이다.

  ⑥ 분당 토출량 산출은 헤드가 10개 동시에 개방된 것으로 하여 산출한다.

가. 펌프의 토출량 [ℓ/min]은 ?

나. 펌프의 소요양정 [m]는 ?

다. 펌프모터의 소요동력 [kW]은 ?

 

[문제풀이]

가. 펌프의 토출량 [ℓ/min]

    Q = 80 [ℓ/min] × N = 80 [ℓ/min] × 10개 = 800 [ℓ/min]

나. 펌프의 소요양정

    H = h1 + h2 + 10 [m]

    h1 : 70 [m] × 30 [%] = 70 [m] × 0.3 = 21 [m]

    h2 : 25 [m]

    ∴ H = h1 + h2 + 10 [m] = 21 m + 25 m + 10 m = 56 [m]

다. 펌프 모터의 소요동력 [kW]​

9. 18층 아파트에 습식 스프링클러설비를 하려고 한다. 실양정은 65 [m], 배관의 손실압력수두는 25 [m], 말단헤드에서의

     방사압력은 0.1 [MPa]이다. 다음 각 물음에 답하시오. (단, 펌프효율은 60 [%] 이다) [8점] ★★★★★

가. 전양정 [m]을 산출하시오.

나. 송수펌프의 최소 토출량 [ℓ/min]을 산출하시오.

다. 수원의 최소 저수량 [㎥]을 산출하시오.

라. 펌프의 축동력 [kW]을 산출하시오.

 

[문제 풀이]

가. 전양정 [m]

     H = h1 + h2 + 10 [m] = 25 [m] + 65 [m] + 10 [m] = 100 [m]

나. 송수펌프의 최소 토출량 [ℓ/min]

     Q = 80 [ℓ/min] × N = 80 [ℓ/min] × 10 개 = 800 [ℓ/min]

다. 수원의 최소 저수량 [㎥]

     Q = 80 [ℓ/min] × 20 [min] × N = 1.6 [㎥] × N = 1.6 [㎥] × 10 = 16 [㎥]

라. 펌프의 축동력​

10. 지상 16층 짜리 아파트에 스프링클러설비를 설치하려고 한다. 다음 조건을 이용하여 다음 각 물음에 답하시오.

       [9점] ★★★★★

[조건]

① 실양정 : 70 [m]                          ② 배관, 관부속품의 총 마찰손실수두 : 27 [m]

③ 배관내 유속 : 2 [m/sec]             ④ 효율 : 65 [%]                      ⑤ 전달계수 : 1.1

 

가. 이 설비의 펌프 토출량 [ℓ/min]을 구하시오. (단, 헤드의 기준개수는 최대치를 적용한다.)

나. 이 설비가 확보하여야 할 수원의 양 [㎥]을 구하시오.

다. 가압송수장치의 동력 [kW]을 구하시오.

라. 고가수조를 설치할 경우 필요한 설비 3가지를 쓰시오.

 

[문제풀이]

가. 펌프의 토출량 [ℓ/min]

        Q = 80 [ℓ/min] × 10개 = 800 [ℓ/min]

나. 수원의 양

        Q = 1.6 [㎥] × N = 1.6 [㎥] × 10 개 = 16 [㎥]

다. 가압송수장치의 동력

         H = h1 + h2 + 10 [m] = 27 m + 70 m + 10 m = 107 [m]​

라. 고가수조 설치시 필요설비 3가지

   ① 압력 수조         ② 가압수조              ③ 펌프

 

[참고] 가압송수장치의 종류

 ① 고가수조방식

     특정소방대상물의 옥상 또는 높은 지점에 수조를 설치하여 각 설비의 방수구에서 규정 방수압력 및

     규정방수량을 얻는 방식

② 압력수조방식

      탱크의 1/3은 공기압축기로 압축공기를, 2/3는 급수펌프로 물을 가압시켜 각 설비의 방수구에서 규정방수압력 및

      규정방수량을 얻는 방식

③ 펌프방식

     펌프의 가압에 의하여 각 설비의 방수구에서 규정방수압력 및 규정방수량을 얻는 방식

④ 가압수조방식

    가압원인 압축공기 또는 불연성 고압기체 (N2 등)에 의하여 각 설비의 방수구에서 규정방수압력 및 규정방수량을

     얻는 방식

​

11. 12층의 백화점에 폐쇄형의 습식 스프링클러설비를 설치하려고 한다. 전양정은 89 [m]이며, 이곳에 설치하는

       소화펌프의 효율은 60[%]이고, 기타 제한조건은 무시할 때, 다음 각 물음에 답하시오. [10점] ★★★★★

가. 펌프의 토출량 [ℓ/min]을 구하시오.

나. 본 소화설비에 필요한 전용 수원의 양 [㎥]을 구하시오.

다. 내연기관의 용량 [ps]을 구하시오.

라. 최상단에 설치한 스프링클러헤드의 방사압력이 0.15 [MPa]이고 방사량이 80 [ℓ/min]으로 설치할 경우의 유량계수를

       구하시오.

마. 화재안전기준에서 정하는 스프링클러 헤드의 규정방사압력[MPa]과 방사량 [ℓ/min] 을 쓰시오.

      ① 방사압력                              ② 방사량

[문제 풀이]

 가. 펌프의 토출량 [ℓ/min]

     Q = 80 [ℓ/min] × N = 80 [ℓ/min] × 30 = 2,400 [ℓ/min]

 나. 전용 수원의 양 [㎥]

     Q = 80 [ℓ/min] × 20 [min] × N = 1.6 [㎥] × N = 1.6 [㎥] × 30개 = 48 [㎥]

다, 펌프의 동​

라. 유량계수 K​

마. 방사압력 [MPa]과 방사량 [ℓ/min]

  ① 방사압력 : 0.1 [MPa] 이상              ② 방사량 : 80 [ℓ/min]

​

12. 지하 1층, 지상 8층의 어느 백화점 건물에 화재안전기준에 따라 스프링클러설비를 설치하려고 한다. 다음 조건을 참조

      하여 각 물음에 답하시오. [4점] ★★★★★

[조건]

  ① 펌프는 지하층에 설치되어 있고 펌프로 부터 최상층 스프링클러헤드까지의 수직거리는 50 m 이다.

  ② 배관 및 관부속품 마찰손실수두는 자연낙차의 20 %로 한다.

  ③ 펌프 흡입측 진공계의 눈금은 300 [㎜Hg]이다.

  ④ 각 층에 설치하는 헤드수는 70개 이다.

  ⑤ 모든 규격치는 최소치로 적용한다.

  ⑥ 펌프의 효율은 65 % 이다.

가. 펌프의 유량 [ℓ/min]을 구하시오.

나. 펌프의 축동력 [kW]를 구하시오.

  [답안작성]

가. 펌프의 유량 [ℓ/min]

     Q = 80 [ℓ/min] × N = 80 [ℓ/min] × 30 개 = 2,400 [ℓ/min]

나. 펌프의 축동력 [kW]을 구하시오.

    ① 전양정 H = h1 + h2 + 10 [m]

                    h1 (배관 및 관부속품 마찰손실수두) : 50 [m] × 0.2 = 10 [m]

                     h2 (실양정 = 흡입양정 + 토출양정)

         ⊙ 흡입양정 = (300 [㎜Hg] / 760 [㎜Hg]) × 10.332 [m] = 4.078 [m]

         ⊙ 토출양정 : 50 [m]

           ∴ h2 (실양정) = 4.078 + 50 = 54.078 [m]

     ② 전양정 H = h1 + h2 + 10 [m] = 10+ 54.078 + 10 = 74.078 [m]​

[해설] 스프링클러설비의 유량

※ 폐쇄형 헤드의 설치장소별 기준개수 (NFSC 103 제4조 ①, 1)

설치 장소
기준개수
⊙ 지하가
⊙ 지하역사
⊙ 지하층을 제외한 11층 이상 (아파트 제외)
30 개
지하층을
제외한
10층 이하
공장 또는 창고 (특수가연물을 저장 · 취급하는 것)
근린생활시설, 판매시설,
운수시설, 복합건축물
판매시설
복합건축물(판매시설이 설치된 경우)
기 타
20개
기 타
헤드의 부착높이 8m 이상
헤드의 부착높이 8m 미만
10 개
아파트

   ※ 교육 및 연구시설 기준개수 : 10개

​

13. 10층의 백화점 건물에 습식 스프링클러설비를 설치하려고 한다. 다음 조건을 참조하여 각 물음에 답하시오. [8점]

       ★★★★★

[조건]

  ① 펌프에서 교차배관까지의 수직거리는 45 [m]이다.

  ② 고가수조에서 교차배관까지의 수직거리는 5 [m]이다.

  ③ 배관 및 관부속품의 마찰손실수두는 실양정의 40 %로 본다.

  ④ 펌프 흡입측 진공계의 눈금은 400 [㎜Hg] 이다.

  ⑤ 펌프의 체적효율 0.95, 기계효율 0.9, 수력효율 0.8 이다.

  ⑥ 펌프의 전달계수는 1.1 이다.

가. 펌프의 토출량 [㎥/min]을 구하시오.

나. 펌프의 전양정 [m]을 구하시오.

다. 펌프의 전효율을 구하시오.

라. 펌프의 용량 [kW]을 구하시오.

 

[답안작성]

가. 펌프의 토출량 [㎥/min]을 구하시오.

    Q = 80 [ℓ/min] × N = 80 [ℓ/min] × 30개 = 2,400[ℓ/min] = 2.4 [㎥/min]

나. 펌프의 전양정 [m]

   ⊙ 흡입양정 = (400[㎜Hg] / 760 [㎜Hg]) × 10.332 [m] = 5.438[m]

   ⊙ 토출양정 = 45 [m]

       h2 = 흡입양정 + 토출양정 = 5.438 m + 45 m = 50.438 m

       h1 = 실양정 × 40 % = 50.438m × 0.4 = 20.175 [m]

       H = h1 + h2 + 10 = 20.175 m + 50.438 m + 10 m =80.613 ≒ 80.61 [m]

다. 펌프의 전효율

       η전효율 = η수력효율 × η체적효율 × η기계효율 = 0.8 × 0.95 × 0.9 = 0.68

라. 펌프의 용량 [kW]​

[참고] 스프링클러설비의 전양정 [펌프방식]

   H = h1 + h2 + 10

   여기서, H : 전양정 [m]

                h1 : 배관 및 관부속품의 마찰손실수두 [m]

                h2 : 실양정 (흡입양정 + 토출양정) [m]

                10 : 스프링클러설비 규정방수압력의 환산수두 (0.1 MPa → 약 10 [m])

 ⊙ h2 (실양정)

    ▶ 흡입양정 : 진공계의 눈금이 400[㎜Hg]이므로​

    ▶ 토출양정 : 펌프에서 교차배관까지의 수직거리 45 [m]

      ∴ h2 = 흡입양정 + 토출양정 = 5.438 m + 45 m = 50.438 m

  ⊙ h1 (배관 및 관부속품의 마찰손실수두) : 실양정의 40% 이므로

      h1 = 50.438 × 0.4 = 20.174 [m]

   ∴ 전양정 H = h1 + h2 + 10 =20.174 m + 50.437 m +10 m ≒ 80.61 [m]

​

14. 지상 15층의 아파트에 스프링클러설비를 설치하려고 한다. 다음 조건을 참조하여 각 물음에 답하시오. [10점]

       ★★★★★

[조건]

  ① 실양정은 65 [m] 이다.

  ② 배관 및 관부속품의 총마찰손실수두는 25 [m] 이다.

  ③ 펌프의 효율은 60 [%] 이다.

  ④ 전동기의 전달계수(k)는 1.1이다.

  ⑤ 배관의 유속은 2 [m/s]이다.

가. 이 설비의 펌프 토출량 [ℓ/min]을 구하시오. (단, 헤드의 기준개수는 최대치를 적용한다.)

나. 이 설비가 확보하여야 할 수원의 양 [㎥]을 구하시오.

다. 가압송수장치의 축동력 [kW]을 구하시오.

라. 고가수조를 없애려고 할 때 설치하여야 할 장치 4가지와 교체하여야 할 수조를 쓰시오.

  ① 새로 설치해야 할 장치

  ② 교체해야 할 수조

[답안작성]

 가. 펌프의 토출량 [ℓ/min]

     Q = 80 [ℓ/min] × N = 80 [ℓ/min] × 10개 = 800 [ℓ/min]

 나. 수원의 양 [㎥]

      Q = 1.6 [㎥] × N = 1.6 [㎥] × 10 개 = 16 [㎥]

다. 가압송수장치의 동력 [kW]

  ① 전양정 : H = h1 + h2 + 10 = 25 m + 65 m + 10 m = 100 [m]​

라. 고가수조를 없앨 때의 작업

   ① 새로 설치해야 할 장치 : 급기관, 압력계, 안전장치, 자동식 공기압축기

   ② 교체하여야 할 수조 : 압력수조 또는 가압수조

​

[참고] 고가수조, 압력수조, 가압수조에 설치하여야 할 부속장치

고가수조
압력수조
가압수조
⊙ 수위계
⊙ 급수관
⊙ 배수관
⊙ 오버플루관
⊙ 맨홀
​
​
​
⊙ 수위계
⊙ 급수관
⊙ 배수관
⊙ 급기관
⊙ 압력계
⊙ 안전장치
⊙ 자동식 공기 압축기
⊙ 맨홀
⊙ 수위계
⊙ 급수관
⊙ 배수관
⊙ 급기관
⊙ 압력계
⊙ 안전장치
⊙ 맨홀
​

15. 어느 백화점 건물의 9층에 습식 스프링클러설비를 설치하려고 한다. 다음 조건을 참조하여 각 물음에 답하시오.

       [14점] ★★★★★

[조건]

  ① 펌프에서 교차배관까지의 수직거리는 45 [m] 이다.

  ② 고가수조에서 교차배관까지의 수직거리는 5 [m]이다.

  ③ 배관 및 관부속품의 마찰손실수두는 실양정의 30 [%] 이다.

  ④ 펌프의 흡입측 진공계의 눈금은 450 [㎜Hg]이다.

  ⑤ 펌프의 체적효율은 0.95, 기계효율은 0.9, 수력효율은 0.8 이다.

  ⑥ 펌프의 전달계수는 1.1 이다.

가. 펌프의 토출량 [㎥/min]을 구하시오. (단, 스프링클러는 최대 기준개수 이상 설치되는 것으로 한다.)

나. 펌프의 전양정[m]을 구하시오.

다. 펌프의 전효율을 구하시오.

라. 펌프의 수동력은 몇 [kW]인가 ?

마. 펌프의 축동력은 몇 [kW]인가 ?

바. 펌프의 모터동력은 몇 [kW]인가 ?

사. 폐쇄형 스프링클러헤드의 선정은 설치장소의 최고 주위온도와 선정된 헤드의 표시온도를 고려하여야 한다. 다음 표의

      설치장소의 최고 주위온도에 대한 표시온도 [℃] ①, ② 를 쓰시오.

설치장소의 최고 주위온도
표시 온도
39 ℃ 미만
79 ℃ 미만
39 ℃ 이상 64 ℃ 미만
①
64 ℃ 이상 106 ℃ 미만
②
106 ℃ 이상
162 ℃ 이상

[문제 풀이]

가. 펌프의 토출량 [㎥/min]

      Q = 80 [ℓ/min] × N = 80 [ℓ/min] × 30개 = 2,400 [ℓ/min] = 2.4 [㎥/min]

나. 펌프의 전양정 [m] H = h1 + h2 + 10

     h2 : 흡입양정 : (450[㎜Hg] / 760 [㎜Hg]) × 10.332 [m] = 6.118 [m]

            토출양정 : 45 [m]

        ∴ h2 = 6.118 m + 45 m = 51.118 [m]

      h1 : 배관 및 관부속품의 마찰손실수두

      h1 = h2 × 30[%] = 51.118 × 0.3 = 15.335 [m]

     ∴ H = h1 + h2 + 10 = 15.335 m + 51.118 m + 10 m = 76.453 ≒ 76.45 [m]

다. 펌프의 전효율 [η]

       η전효율 = η수력효율 × η체적효율 × η기계효율 = 0.8 × 0.95 × 0.9 = 0.684 ≒ 0.68

라. 펌프의 수동력 [kW]

      Q = 0.163QH = 0.163 × 2.4[㎥/min] × 76.45 [m] = 29.907 ≒ 29.91 [kW]

마. 펌프의 축동력 [kW]​

바. 펌프의 모터동력 [kW]​

사. 최고 주위온도 및 표시 온도

       ① 79 ℃ 이상 121 ℃ 미만                        ② 121 ℃ 이상 162 ℃ 미만

 

[참고] 폐쇄형 스프링클러헤드의 표시 온도

설치장소의 최고 주위온도
표시 온도
39 ℃ 미만
79 ℃ 미만
39 ℃ 이상 64 ℃ 미만
79 ℃ 이상 121 ℃ 미만
64 ℃ 이상 106 ℃ 미만
121 ℃ 이상 162 ℃ 미만
106 ℃ 이상
162 ℃ 이상

16. 다음 그림 및 조건을 참조하여 각 물음에 답하시오. (단, 이 건물은 판매시설이 설치된 복합건축물이다.)

       [6점] ★★★★★

 

[조건]

  ① 건물은 9층 건물이다.

  ② 배관의 마찰손실은 흡입 및 토출 실양정의 32 [%] 이다.

  ③ 진공계 지시압은 325 [㎜Hg], 대기압은 0.101325 [MPa]이다.

  ④ 기계효율 95%, 수력효율 90%, 체적효율 85 % 이다.

  ⑤ 최고위 헤드의 방사압은 0.1 [MPa] 이상이다.

 

가. 펌프의 전양정 [m]을 구하시오.

나. 수원의 양 [㎥]을 구하시오. (단, 스프링클러 헤드는 해당 층에 30개 이상 기준이고 옥

내 소화전은 각 층별로 1개 설치기준이다.)

다. 펌프의 축동력 [kW]을 구하시오.

 

[문제 풀이]

 ※ 옥내소화전과 스프링클러설비가 겸용으로 설치된 경우

   ⊙ 수원의 양과 토출량 : 옥내 소화전 값 + 스프링클러설비 값

   ⊙ 전양정은 스프링클러설비와 옥내소화전설비 중 큰 값을 적용한다.

​

가. 펌프의 전양정 [m]

   ① 스프링클러설비의 전양정 (펌프방식) : H = h1 + h2 + 10

       h2 : 흡입양정 = (325[㎜Hg] / 760 [㎜Hg]) × 10.332 [m] = 4.418 [m]

              토출양정 = 45 [m]

      ∴ h2 = 4.418 m + 45 m = 49.418 [m]

      h1 = 49.418 × 0.32 = 15.814 [m]

      ∴ H = h1 + h2 + 10 = 15.814 m + 49.418 m + 10 m = 75.232 ≒ 75.32 [m]

② 옥내 소화전설비의 전양정 : H = h1 + h2 + 10

     h2 : 흡입양정 = (325[㎜Hg] / 760 [㎜Hg]) × 10.332 [m] = 4.418 [m]

            토출양정 = 45 [m]

     ∴ h2 = 4.418 m + 45 m = 49.418 [m]

     h1 = 49.418 × 0.32 = 15.814 [m]

   ∴ H = h1 + h2 + 17 = 15.814 m + 49.418 m + 17 m = 82.232 ≒ 82.23 [m]

   ∴ 옥내소화전설비의 전양정 82.23 [m]를 적용한다.

 

나. 수원의 양

  ① 스프링클러설비 수원의 양

       Q = 1.6 [㎥] × N = 1.6 [㎥] × 30 개 = 48 [㎥]

      옥상 수조가 설치되어 있으므로

       Q = 48 [㎥] × 1/3 = 16 [㎥]

       (옥상수조와 합한 수원의 양) : 48 [㎥] + 16 [㎥] =64 [㎥]

  ② 옥내 소하전설비의 수원의 양

        Q = 2.6 [㎥] × N = 2.6 [㎥] × 1개 = 2.6 [㎥]

        옥상수조가 설치되어 있으므로

         Q = 2.6 [㎥] × 1/3 = 0.867[㎥]

        (옥상수조와 합한 수원의 양) : 2.6 [㎥] + 0.867 [㎥] = 3.467 ≒ 3.47 [㎥]

     ▣ 수원의 양 (스프링클러설비 + 옥내소화전설비) : 64 ㎥ + 3.47 ㎥ =67.47 [㎥]

 

다. 펌프의 축동력 [kW]

  ① 스프링클러설비의 토출량 [㎥/min]

      Q = 80 [ℓ/min] × N = 80 [ℓ/min] × 30개 = 2,400 [ℓ/min] = 2.4 [㎥/min]

  ② 옥내 소화전 설비의 토출량 [㎥/min]

      Q = 130 [ℓ/min] × N = 130 [ℓ/min] × 1개 = 130 [ℓ/min] = 0.13 [㎥/min]

  ③ 전체 토출량 : Q = 2.4 [㎥/min] + 0.13 [㎥/min] = 2.53 [㎥/min]

  ④ 전효율 η = 0.9 × 0.85 × 0.95 = 0.726​

[참고] 수원 및 가압송수장치의 펌프 등의 겸용 (둘 이상의 소화설비를 겸용으로 설치하는 경우)

  ① 수원의 양 · 펌프의 토출량 : 각 소화설비의 수원의 양 또는 펌프의 토출량을 합한 양 이상 (고정식 소화설비가 2 이상

       설치되어 있고, 그 소화설비가 설치된 부분이 방화벽과 방화문으로 구획되어 있는 경우에는 최대의 것 이상으로 할

        수 있다)

  ② 펌프의 전양정 · 펌프의 토출압력 : 각 설비의 전양정 또는 토출압력 중 최대값 이상

    ※ 스프링클러설비가 설치된 30층 이상의 특정소방대상물은 장치 등을 겸용할 수 없으므로 각각 별개로 산출하여야

         한다.

​

17. 지하 1층 지상 9층의 어느 백화점 건물에 화재안전기준에 따라 다음 조건과 같이 스프링클러 설비를 설치하고자 한다.        각 물음에 답하시오. [8점] ★★★★★

[조건]

  ① 펌프는 지하 1층에 설치되어 있고 펌프로 부터 최상층 스프링클러 헤드까지의 수직거리는 45 [m]이다.

  ② 배관 및 관부속품 마찰손실수두는 자연낙차의 20 [%]로 한다.

  ③ 펌프 흡입측 진공계의 눈금은 350 [㎜Hg]이다.

  ④ 각 층에 설치하는 헤드수는 80개 이다.

  ⑤ 모든 규격치는 최소치를 적용한다.

  ⑥ 펌프의 효율은 68 [%] 이다.

  ⑦ 펌프의 여유계수는 1.2 이다.

가. 펌프의 전양정 [m]를 구하시오.

나. 수원의 유효저수량 [㎥]을 구하시오.

다. 펌프의 체절압력 [kPa]을 구하시오.

라. 펌프의 축동력 [kW]을 구하시오.

 

[문제 풀이]

가. 펌프의 전양정 [m] : H = h1 + h2 + 10​

   토출양정 : 45 [m]

    ∴ h2 = 4.758 m + 45 m = 49.758 [m]

    ⊙ h1 : 45 m × 0.2 = 9 [m]

         ∴ 전양정 H = h1 + h2 + 10 = 9 m + 49.758 m + 10 m = 68.758 ≒ 68.75 [m]

나. 수원의 유효수량 [㎥]

      Q = 1.6 [㎥] × N = 1.6 [㎥] × 30개 = 48 [㎥]

다. 펌프의 체절압력 [kPa]​

      ∴ 펌프의 체절압력 = 674.323 × 1.4 = 944.052 ≒ 944.05 [kPa]

라. 펌프의 축동력

     유량 Q = 80 [ℓ/min] × N = 80 [ℓ/min] × 30개 = 2,400 [ℓ/min] = 2.4 [㎥/min]​

 

#축동력 #스프링클러설비 #체절압력 #진공계 #압력계 #토출량 #가압수조 #고가수조

#압력수조 #안전장치 #표시온도 #가압송수장치 #손실수두 #충압펌프 #중량유량

#체적유량 #방수량 #방사량 #실양정

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▣ 옥외 소화전은 건물 밖에서 소화수를 방사하는 설비로서 1,2층을 소방대상으로 하므로 특정소방대상물이 30층 이상이

      되더라도 기준개수 2개는 변하지 않는다.

  ※ 옥외소화전 : Q × T × N = 350 [ℓ/min] × 20 [min] × N

         * 기준개수 : 2개

​

1. 어느 소방대상물에 옥외 소화전 3개를 설치하였으며 펌프의 실양정은 37 [m] 이었다. 또한 배관의 마찰손실과 관부속품,

     소방호스의 마찰손실수두의 합의 16 [m]이며, 송수펌프의 효율이 60 [%]인 것을 사용하였을 때 다음 각 물음에 답하시

     오. [6점]  ★★★★★

 가. 펌프의 유량 [ℓ/min]을 구하시오.

 나. 펌프의 전양정 [m]을 구하시오.

 다. 펌프에 필요한 전동기의 동력 [kW]을 구하시오. (단, 전달계수는 1.1 이다)

 

[문제풀이]

 가. 펌프의 유량 [ℓ/min]

      유량 Q = 350 × 2 = 700 [ℓ/min]

 나. 펌프의 전양정

      전양정 H = h1 + h2 + h3 + 25 [m]  = 16 + 37 + 25 = 78 [m]

 다. 전동기의 동력 [kW]​

[해설] 옥외소화전설비의 유량 · 전양정 · 전동기의 동력

 가. 옥외소화전설비의 토출량 (유량)

    Q = 350 [ℓ/min] × N

    여기서, Q : 토출량(유량) [ℓ/min]

                 N : 옥외소화전 설치 개수 (최대 2개)

       ∴ Q = 350 [ℓ/min] × 2개 = 700 [ℓ/min]

나. 옥외 소화전설비의 전양정 (펌프방식)

      전양정 H = h1 + h2 + h3 + 25 [m]

      여기서, H : 전양정 [m]

                   h1 : 소방호스의 마찰손실수두 [m]

                   h2 : 배관 및 관부속품의 마찰손실수두 [m]

                   h3 : 실양정 (흡입양정 + 토출양정) [m]

                  25 : 옥외소화전설비 규정 방수압력의 환산수두 [m] (0.25 MPa → 약 25m)

     ⊙ 문제에서 h1 + h2 = 16 [m] 이다.

          ∴ H = 16 m + 37 m + 25 m = 78 m

다. 전동기의 용량​

  여기서, P : 전동력 [kW]

               Q : 토출량(유량) [㎥/min]

               H : 전양정 [m]

                k : 전달계수, η : 효율

       토출량 Q = 700 [ℓ/min] = 0.7 [㎥/min] 이므로​

※ 1 ㎥ = 1,000 [ℓ/min]

[참고] 전동기 (펌프)의 동력

  ① 수동력 P = 0.163 QH (효율(η) 및 전달계수(k)를 고려하지 않는 순수한 동력)

  ② 축동력 P = 0.163 QH / η (수동력에 효율(η)을 보정한 실질적인 동력)

  ③ 전동력 P = 0.163 QH / η × k (축동력에 전달계수(k)를 고려한 동력

      여기서, P : 전동력 (kW)

                   Q : 토출량 (유량) [㎥/min]

                   H : 전양정 (전수두) [m]

                    k : 전달계수 (전동기 직결 펌프 : 1.1, 기타 펌프(내연기관(엔진) 1.15 ~ 1.2)

                    η : 전효율 (η전효율 = η수력효율 × η체적효율 × η기계효율)

​

2. 어느 소방대상물에 옥외소화전 5개를 화재안전기준과 다음 조건에 따라 설치하고자 한다. 각 물음에 답하시오. [6점]

      ★★★★★

[조건]

  ① 펌프에서 첫번째 옥외소화전까지의 직관길이는 150 [m]이고 관내경은 100 [㎜]이다.

  ② 모든 규격치는 최소량을 적용한다.

     가. 수원의 최소 유효저수량 [㎥]은 얼마인가 ?

     나. 펌프의 최소유량 [㎥/min]은 얼마인가 ?

     다. 직관부분에서의 마찰손실수두[m]는 얼마인가 ? (단, Darcy-Weisbach)의 식을 사용하고 마찰계수는 0.02이다.)

[문제풀이]

  가. 수원의 최소 유효수량 [㎥]

         350 [ℓ/min] × 20 [min] × 2개 = 7 × 2 = 14 [㎥]

  나. 펌프의 최소유량 [㎥/min]

         350 [ℓ/min] × 2개 = 700 [ℓ/min] = 0.7 [㎥/min]

  다. 직관부분에서의 마찰손실수두 [m] (Darcy - Weisbach)​

[해설] 옥내 소화전설비 수원의 양 · 토출량 · 마찰손실수두

  가. 옥외 소화전설비 최소 수원의 양 (저수량)

       Q = 7 N [㎥]

       여기서, Q : 수원의 양 [㎥]

                    N : 옥외 소화전 설치개수 (최대 2개)

                    7 : 350 [ℓ/min](옥외소화전 규정방수량) × 20 min (소방대출동시간)

  나. 옥외소화전설비의 최소 토출량 (유량)

       Q = 350 [ℓ/min] × N

       여기서, Q : 토출량 (유량) [ℓ/min]

                    N : 옥외소화전 설치 개수 (최대 2개)

          ∴ Q = 350 [ℓ/min] × 2개 = 700 [ℓ/min] = 0.7 [㎥/min]

              ※ 1 [㎥] = 1,000 [ℓ]

다. 마찰손실수두

  ① 달시 - 웨버의 식​

여기서, H : 마찰손실수두 [m]

             f : 마찰손실계수

             ℓ : 배관의 길이 [m]

             v : 유속 [m/s]

             g : 중력가속도 (9.8 [m/s2])

             D : 관의 내경 [m]

  ② 유량

        Q = A · v [㎥/s]

        여기서, Q : 유량 (방수량) [㎥/s]

                      A : 단면적 [㎡] (πd2/4 [㎡])

                      v : 유속 [m/s]

                      d : 내경 [m]​

    ※ 100 [㎜] =0.1 [m]

​

3. 다음 그림을 보고 각 물음에 답하시오. [4점] ★★★★

 

  가. 옥외소화전에서 방사거리가 16 [m]일 경우에 유량 [㎥/s]을 구하시오.

  나. 화재안전기준에 따른 방수량으로 방사될 경우 방출된 물이 지면에 도달하는 거리 x를 구하시오.

[문제풀이]

 가. 방사거리 16[m]일 때 유량 [㎥/s]

  <관내부에서 유량 · 유속을 구하는 식>​

   여기서, Q : 유량 (방사량) [㎥/s]

                 A : 단면적 [㎡] = (πd2/4) [㎡]

                 v : 유속 [m/s]

                 d : 내경 [m] = 65 [㎜] = 0.065 [m]

 <관 밖에서 공기중에서 유속을 구하는 식>​

나. 기준방사량이 방사될 때 도달거리 [m]​

[해설] 옥외 소화전설비의 유량 · 방출된 물이 지면에 도달한 거리

 가. 옥외 소화전 설비의 유량​

    여기서, Q : 유량 (방사량) [㎥/s]

                 A : 단면적 [㎡] = (πd2/4) [㎡]

                 v : 유속 [m/s]

                 d : 내경 [m]

  ⊙ A (단면적) : 옥외소화전의 호스접결구는 65 [㎜] 이므로 (π × 0.0652 [㎡])

  ⊙ 유속 v [m/s]​

        여기서, v : 유속 [m/s]

                     s : 유체가 x 방향 (수평)으로 이동한 거리 [m]

                     t : g 방향 (수직)으로 중력 가속도에 따른 이동 시간 [s]

                     h : g 방향(수직)의 낙하거리 [m]

                     g : 중력 가속도 (9.8 [m/s2])

    ⊙ S (유체가 x방향(수평)으로 이동한 거리) : 16 [m]

    ⊙ h (g 방향(수직)의 낙하거리) : 0.8 [m]

    ⊙ g (중력가속도) : 9.8 [m/s2]​

나. 방출된 물이 지면에 도달한 거리 [m]​

      여기서, x : 방출된 물이 지면에 도달한 거리 [m]

                   v : 유속 [m/s]

                   h : g 방향 (수직)의 낙하거리 [m]

                   g : 중력가속도 [m/s2]

   ⊙ 배관 토출 속도 v [m/s]

  ⊙ h ( g 방향(수직)의 낙하거리) : 0.8 [m]

  ⊙ g (중력가속도) : 9.8 [m/s2]​

4. 상수도시설이 없는 지역에 2층인 120 [m] × 50 [m] 규모로 옥외 소화전설비를 설치하려고 한다. 다음 물음에 답하시오.

     [6점] ★★★

 

  가. 옥외 소화전 개수를 구하시오.

  나. 펌프의 최소 유량 [ℓ/min]은 얼마인가 ?

  다. 수원의 최소 유효저수량 [㎥]은 얼마인가 ?

[문제 풀이]

  ▣ 옥외소화전간 수평거리는 40 [m]인데 양쪽으로 수평거리 40 [m]의 간격을 유지하므로 실제 소화전설치 간격은 80 [m]

       당 1개가 된다.

가. 옥외 소화전 설치개수​

 나. 펌프의 최소 유량

     최소 유량 : 350 [ℓ/min] × 2개 = 700 [ℓ/min]

다. 최소 유효 수량

  최소 유효 수량 Q = 7 × N = 7 × 2 = 14 [㎥]

[해설] 옥외 소화전 설비

  가. 옥외 소화전 개수

    ① 옥외 소화전 설비 배관 등의 설치기준 (NFSC 109 제16조)

       ㉠ 호스접결구는 지면으로 부터 높이가 0.5 [m] 이상 1 [m] 이하의 위치에 설치하고 특정소방대상물의 각 부분으로

            부터 하나의 호스접결구까지의 수평거리가 40 [m] 이하가 되도록 하여야 한다.

       ㉡ 호스는 구경 65 [㎜] 의 것으로 하여야 한다.

    ② 옥외 소화전 개수​

     ※ 수평거리 간격이 40 [m] 이므로 설치간격은 80 m 당 1개이므로 80 [m]로 나눈다.

  나. 옥외 소화전설비의 최소 토출량 (유량)

     Q = 350 [ℓ/min] × N

     여기서, Q : 토출량 (유량) [ℓ/min]

                 N : 옥외 소화전 설치 개수 (최대 2개)

     ∴ Q = 350 [ℓ/min] × 2개 = 700 [ℓ/min]

  다. 옥외 소화전 최소 수원의 양 (저수량)

      Q = 7 · N [㎥]

      여기서, Q : 수원의 양 [㎥]

                   N : 옥외 소화전 설치개수 (최대 2개)

                   7 : 350[ℓ/min] (옥외소화전의 규정방수량) × 20[min] (소방대 출동시간)

        ∴ 최소 수원의 양 Q = 7 × 2 = 14 [㎥]

​

5. 특수가연물을 저장 · 취급하는 공장에 옥외 소화전설비를 설치하려고 한다. 각 물음에 답하시오. [3점] ★★★★

      자주 출제 됨

  가. 옥외 소화전이 7개 설치된 때에는 옥외 소화전함을 몇 개 이상 설치하여야 하는가 ?  7개

  나. 옥외 소화전이 11개 이상 30개 이하 설치된 때에는 몇 개 이상의 소화전함을 각각 분산하여 설치하여야 하는가 ? 11개

  다. 옥외 소화전이 37개 설치된 경우 옥외 소화전함은 몇 개 이상 설치하여야 하는가 ?  13개

 [해설] 옥외 소화전함의 설치기준 (NFSC 109 제7조 ①)

  ① 설치거리 : 옥외소화전으로 부터 5 [m] 이내의 장소에 소화전함을 설치하여야 한다.

  ② 옥외 소화전함 설치개수

옥외 소화전 설치 개수
옥외 소화전함 설치 개수
10개 이하
소화전마다 5 m 이내의 장소에 1개 이상 설치
11개 ~ 30 개
11개 이상의 소화전함을 각 분산하여 설치
31개 이상
소화전 3개 마다 1개 이상의 소화전함을 설치

▣ 옥외 소화전 37개 설치시 : 옥외 소화전이 31개 이상 설치되어 있으므로 옥외소화전 3개 마다 소화전함 1개 이상을 설치

     해야 한다.

  37 개 / 3개 = 12.333 개 ≒ 13 개 (소수점 이하는 절상한다)

​

6. 다음은 어느 건물에 설치된 지하매설 소화용 배관도이다. "가" ~ "마"까지의 각각의 옥외 소화전의 측정 수압이 다음

     표와 같을 때 각 물음에 답하시오. [10점] ★★★★★

 

[정압 및 방사압]

           위치
압력
가
나
다
라
마
정압
0.557
0.517
0.572
0.586
0.552
방사압
0.49
0.379
0.29
0.172
0.069

※ 방사압력은 소화전의 노즐 캡을 열고 소화전 본체 직근에서 측정한 residual pressure 를 말한다.

가. 다음은 동수경사선 (hydraulic gradient line)을 작성하기 위한 과정이다. 주어진 자료를 활용하여 표의 빈곳을 채우시오.

      (단, 계산과정을 쓰시오.)

항목
소화전
구경
[㎜]
실관장
[m]
흡입압력 [MPa]
펌프로 부터
각소화전까지의
전마찰 손실[MPa]
소화전간의
배관
마찰손실
[MPa]
gauge
elevation
[MPa]
경사선의
elvation
[MPa]
정압
방사압력
가
-
-
0.557
0.49
①
-
0.029
0.519
나
200
277
0.517
0.379
②
⑤
0.069
⑩
다
200
152
0.572
0.296
③
0.138
⑧
0.31
라
150
133
0.586
0.172
0.414
⑥
0
⑪
마
200
277
0.552
0.069
④
⑦
⑨
⑫

  (단, 기준 elevation 으로 부터의 정압은 0.586 [MPa]로 본다.)

​

나. 상기 "가"항에서 완성된 표를 자료로 하여 답안지의 동수 경사선과 Pipe profile을 완성하시오.

 

[문제풀이]

  ㉠ 펌프로 부터 각 소화전까지의 마찰손실 : 정압 - 방사압력

  ㉡ 소화전간의 배관 마찰손실은 우측 소화전 마찰압 - 좌측 소화전 마찰압

  ㉢ gauge elevation = 기준정압 (0.586[MPa]) - 정압

  ㉣ 경사선의 elevation = 방사압력 + gauge elevation

 [답안작성]

   ① 0.557 - 0.49 = 0.067

   ② 0.517 - 0.379 = 0.138

   ③ 0.572 - 0.296 = 0.276

   ④ 0.552 - 0.069 = 0.483

   ⑤ 0.138 - 0.067 = 0.071

   ⑥ 0.414 - 0.276 = 0.138

   ⑦ 0.483 - 0.414 = 0.069

   ⑧ 0.586 - 0.572 = 0.014

   ⑨ 0.586 - 0.552 = 0.034

   ⑩ 0.379 + 0.069 = 0.448

   ⑪ 0.172 + 0 = 0.172

   ⑫ 0.069 +0.034 = 0.103

 

나. 상기 "가"항에서 완성된 표를 자료로 하여 답안지의 동수 경사선과 Pipe profile을 완성하시오.

 

#옥외소화전 #소화전함 #양정 #수두 #유속 #토출량 #유량 #전동기 #소화전 #방수압

#전달계수 #축동력 #수동력 #전동력 #수력효율 #체적효율 #기계효율 #마찰손실수두

#다르시 #바이스바흐 #중력가속도

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